Využití odpadu při zpracování višní: Od cascary po bioenergii

Vítejte ve fascinujícím světě, kde se tradiční zemědělství snoubí s inovacemi a udržitelným přístupem. Tento článek se zaměřuje na využití odpadu při zpracování višní, s důrazem na cascara a bioenergii.

Co je to Cascara?

Cascara, známá také jako "kávová třešeň", není klasickou kávou, ale pochází ze stejného rostlinného druhu - kávovníku. V překladu ze španělštiny to znamená jakákoliv ,,slupka”, což je ale docela široký pojem. Jedná se o sušené slupky kávových třešní, které se běžně při zpracování kávových zrn vyhazují. V posledních letech však tato netradiční surovina získává na oblibě díky své unikátní chuti a jemně povzbudivým účinkům.

Právě zrnka, tedy pecky kávových třešní, se praží, a ty si každé ráno pečlivě melete pro přípravu své ranní kávy. Asi není divu, že první historicky doložené zmínky o kávovníku a jeho použití se pojí právě s konzumací slupek třešní a nálevu z nich.

Historie a současnost cascary

Cascara má dlouhou historii v tradičních kávových kulturách, zejména v Jemenu a Etiopii. Původ kávovníku jako takového je s největší pravděpodobností spjat s oblastí Etiopie, případně Jižního Súdánu - nemáme pro to však více pramenů, než jen mýty a legendy. První skutečně doložené zmínky o konzumaci kávy, ale také cascary, máme až z Jemenu, kam se káva z Afriky převezla, a kde se s ní poprvé začalo obchodovat. Až dodnes se zde dochovala tradice podávání nápoje Qishr jako důkazu pohostinnosti. Jedná se o výluh z cascary dochucený zázvorem a skořicí. Zde ale tradice využití cascary jako gastronomické suroviny na dlouhou dobu skončila a do Evropy se dostala až s příchodem takzvané třetí kávové vlny a výběrové kávy.

Její využití představuje krok směrem k udržitelnému kávovému průmyslu, protože snižuje odpad při zpracování kávy. Pro většinu farmářů je cascara především odpad a vedlejší produkt při zpracování kávy, který slouží hlavně jako hnojivo, potrava pro dobytek, případně po usušení jako topivo pro sušičky kávových zrn. Se zvyšující se poptávkou po cascaře v Evropě se však čím dál více farmářů zaměřuje na její zpracování, jedná se totiž o další možnost zisku, který každý farmář ocení.

Čtěte také: Hospodářství s odpady v Holešově

Chuť a příprava cascary

Na rozdíl od klasické kávy je chuť cascary výrazně sladší a ovocnější. Chuťově výluh z cascary připomíná například sušené švestky, brusinky nebo šípek. Je to velmi sladký a ovocný nápoj, který obsahuje kofein, řadu vitamínů a minerálů. Při ochutnávce můžete cítit tóny švestek, třešní, jablek, nebo dokonce medu. Připomíná takový ovocný čaj.

Příprava cascary je podobná přípravě čaje, což z ní dělá snadnou volbu pro každého milovníka teplých nápojů. Stačí zalít sušené slupky horkou vodou a nechat je louhovat po dobu 5-10 minut. Výsledný nápoj můžete osladit medem nebo cukrem podle chuti, a přidat třeba i trochu citronu nebo zázvoru pro extra chuťový zážitek.

Legislativa a budoucnost cascary

Největší boom cascary v Evropě přišel kolem roku 2017, kdy se z ní stal doplňkový produkt v kavárnách třetí vlny. Začátkem roku 2018 byla cascara Evropskou komisí zařazena do Katalogu nových potravin, což znemožnilo její prodej v rámci Evropské Unie. Ke schválení uvádění cascary na trh jako potraviny došlo až po čtyřech letech, tedy v únoru roku 2022. Nyní je však výluh z cascary zcela legální a zajímá se o něj spousta výrobců nejen v potravinářském průmyslu.

V současné době zažívá cascara nejlepší časy. Čím dál více pražíren ji zařazuje do produkce, dostává se k nám cascara z čím dál více producentských zemí a také v nabídkách velkých řetězců, jako je Starbucks, se objevují nápoje, které obsahují cascaru. Celý svět už dávno ví, že cascaru je možné řadit díky jejím vlastnostem mezi superpotraviny, a jediné, co bránilo jejímu masovému využití, byla legislativa.

Využití odpadní biomasy pro energetické účely

V technologických postupech, které jsou v soudobé zemědělské praxi běžně využívány se významná část energie z vedlejších produktů a odpadů nevyužívá. K poměrně častým způsobům likvidace patří otevřené spalování v místě vzniku. K udržitelným způsobům nakládání s odpadní biomasou ze zahradnické činnosti patří možnost jejího využití pro energetické účely.

Čtěte také: Dětské papírové pleny: složení a likvidace

Dřevní hmota z prořezávání sadů a vinic

Intenzivní výsadby sadů a vinic je nezbytné udržovat každoročním řezem. Výsledkem této operace je velké množství biomasy, která je potenciálně dostupná jako zdroj bioenergie. Zbytky vznikající při prořezávání sadů tvoří zpravidla větve menších průměrů u révy vinné se jedná o vyzrálé zdřevnatělé prýty v praxi běžně označované termínem réví (Scarlat et al., 2011).

Vlhkost biomasy se bezprostředně po provedeném zimním řezu pohybuje mezi 35 % až 50 %, což závisí na druhu rostlin i meteorologických podmínkách, ve kterých se řez provádí. Četné studie dokládají možnost přirozeného dosoušení získané dřevní biomasy bez nároků na energii. Např. Velázqez-Martí et al. (2011) uvádí, že u réví dochází při dosoušení v délce 25 dnů ke snížení vlhkosti až o 20%. Výhřevnost se u odpadního réví a větví běžně pohybuje mezi 15-18 MJ/kg.

Podrobným hodnocením produkčního potenciálu a výhřevnosti se u hlavních skupin ovocných dřevin zabýval např. Bilandzija (2012). U jádrovin lze při řezu získat cca 5 t/ha dřevní hmoty, u červených peckovin 1,7-1,9 t/ha, u žlutých peckovin 1,4-2,5 t/ha a u slivoní 1,9 t/ha. U skořápkatého ovoce jsou pak získaná množství dřevní hmoty nižší a pohybují se na úrovni 0,4-1,6 t/ha. Stanovené hodnoty výhřevnosti jsou pak u jednotlivých skupin ovocných druhů poměrně vyrovnané a představuji u jádrovin 17,06 MJ/kg, u červených peckovin je to 16,8-17,1 MJ/kg, u žlutých peckovin17,1-17,7 MJ/kg a u slivoní 17,1 MJ/kg.

Také dřevní hmota získaná z pravidelného zimního řezu révy vinné představuje zajímavý energetický zdroj. Réva vinná se v celosvětovém měřítku pěstuje na ploše přesahující osm milionů hektarů. V samotné Evropě se pak réva vinná pěstuje na ploše více než 3,6 milionu hektarů (FAO, 2011). Réví z vinic proto představuje v celosvětovém měřítku stabilní zdroj dřevní hmoty, potenciálně dostupné pro průmyslové a energetické využití.

Hlavní energetické využití se předpokládá zejména ve venkovských oblastech a v oblastech s nedostatkem palivového dřeva získaného z lesní těžby. Dřevní charakter těchto odpadů umožňuje jejich relativně snadné drcení nebo lisování. Rozvoj technologií jeho zpracování pro energetické účely je v tradičních vinařských zemích patrný a odráží se zejména ve vývoji moderních strojních systémů a návazně také ve vývoji a výrobě vhodných spalovacích zařízení. Spalovací zařízení jsou pak specifická právě řešením dávkovacích systémů s ohledem na charakter dávkovaného a spalovaného materiálu - sypká štěpka, pelety, brikety, balíky.

Čtěte také: Zdravotnický odpad a jeho definice

Emisní zátěž a ekologické aspekty

V souvislosti se spalováním odpadních větví a réví vznikají obavy z emisní zátěže ovzduší v návaznosti na používání přípravků na chemickou ochranu rostlin. Anorganické sloučeniny vázané v těchto přípravcích, zejména těžké kovy, mohou ulpívat na povrchu dřevní hmoty a při spalování uvolňovat vyšší podíl škodlivin do spalin nebo popele [16]. Podle Kavargiris et al. (2009) zbytky dřevní hmoty získané z ekologicky obhospodařovaných trvalých porostů představují výhodnější zdroj biomasy ve srovnání s konvenčně obhospodařovanými porosty. Tento výsledek většinou obecně souvisí s omezeným používáním agrochemikálií v rámci uplatňovaných technologických postupů, což vede k vytvoření předpokladů nižší potenciální škodlivosti dřevní hmoty.

Otázka spalování odpadních větví a réví je současně často spojen s logistikou. Otázku efektivního využití těchto odpadních produktů komplikují možnosti jejich dopravy z místa vzniku o místa uskladnění či spálování. Přepravní vzdálenost přitom činí mezi jednotlivými místy jednotky a desítky kilometrů. Pokud je surovina přepravována v nezpracované podobě má velmi malou objemovou hmotnost a dopravní prostředky přepraví jen malé množství suroviny.

Využití matolin a pecek

Ve vinařských technologiích je při zpracování hroznů a výrobě vína vytvářeno velké množství biologických odpadů, jako jsou matoliny, třapiny a hroznové kaly, které lze využít pro jiné účely (Rugani et al., 2013 ). Z hlediska energetického využití mají největší význam právě matoliny. Celosvětová produkce tohoto odpadu je odhadována na přibližně 10-13 Mt za rok (Baumgartel et al., 2007). Tepelnou přeměnu lze uvažovat pro přímé použití matolin uvnitř spalovací pece (nejčastěji ve formě pelet, briket) nebo pro výrobu energetického materiálu, jako je dřevěné uhlí (pyrolýzou) nebo biokapaliny (zplyňováním).

Matolina může být z hlediska energetiky využita samostatně nebo jako příměs do surovin využívaných při výrobě tvarovaných biopaliv (pelety a brikety). Kromě toho, že jde o palivo „druhé generace“ získané z odpadu z biomasy, lze jej přeměnit přímo na energii, bez jakýchkoli environmentálních a společenských problémů nebo ekonomických dopadů souvisejících např. se specializovanou sklizní energetických plodin. Využití matolin tak napomáhá rozvoji venkovských oblastí, které investují do biomasy, což přispívá k jejich energetické nezávislosti.

Kritickým problémem v proveditelnosti procesu spalování je vysoký obsah vlhkosti, který se u matolin pohybuje mezi 50 až 60 %. I přes tuto skutečnost jsou matoliny mezi jinými zemědělskými odpady identifikovány jako jeden z nejslibnějších surovin (po slámě a kukuřičných stéblech) využitelných pro přeměnu na biopalivo. Tento způsob využití je zejména v tradičních vinařských zemích, kde se hrozny ve velkém množství zpracovávají. Při peletizaci navíc pelety z matolin splňují požadavky třídy B podle ISO 17225-6:2021 (2021), což umožňuje jejich přijetí jako paliva pro středně velké aplikace.

Za perspektivní druh biomasy využitelný k přímému spalování patří také pecky celé řady pěstovaných ovocných druhů, které lze získávat ze zpracovatelského průmyslu (konzervárenství, lihovarnictví). Na základě zkoumání vlastností biomasy (Demirbas et al., 2004) jsou ovocné pecky a skořápky definovány jako energeticky hodnotná surovina s vlhkostí 8-11 %. Klíčovou výhodou využití tohoto typu agroprůmyslového tuhého odpadu je, že jeho spalování nevyžaduje předzpracování, což znamená, že jej lze využít v původní podobě (Devic et al., 2008).

Hodnocení zaměřená na stanovení podílu pecek s potenciálem energetického využití prováděl u žlutých peckovin např. Soleimani and Kaghazchi (2008). Z výsledků jejich prací vyplývá, že se výnos pecek u broskví pohybuje na úrovni 0,268 t/ha a u meruněk 0,140 t/ha. Práce Shala (2007) a Radunic et al., (2008) se zabývaly hodnocením výnosu pecek u červených peckovin, který činí u třešní 0,097 t/ha a u višní 0,238 t/ha. U slivoní činí výnos pecek 0,159 t/ha jak uvádí např. (Sic Zlabur et al., 2012).

Z prací uvedených autorů lze určit také výhřevnost pecek, která se u broskví pohybuje u broskví na úrovni 19,6 MJ/kg, u meruněk 21,79 MJ/kg, u višní 20,87 MJ/kg, u třešní 19,95 MJ/kg a u slivoní 15,02 MJ/kg.

Skořápky ořechů jako zdroj energie

Zajímavý energetický potenciál nabízí také skořápky vlašských a lískových ořechů. Skořápky ořechů jsou tvrdé díky vysokému obsahu ligninu v buněčných stěnách vnitřní části oplodí (endokarpu). To je navíc ještě obaleno měkčími slupkami (mezokarpem a ektokarpem). Lignin vyztužuje také dřevo, podle kterého dostal své jméno z latinského lignum. Je to druhá nejčastější látka na světě co do celkové hmoty (až 30 % globální biomasy).

Produkcí a výhřevností se u skořápkatého ovoce zabýval např. Cerovic (2010) a Matin (2012). U vlašských ořechů činí výnos skořápek 0,202 t/ha u lískových ořechů 0,292 t/ha, výhřevnost pak činí 18,97 a 19,40 MJ/ha.

Vermikompostování jako metoda zpracování bioodpadu

Do zajímavého lokálního projektu se loňského roku pustila členská společnost RUMPOLD UHB s.r.o. Farma Králov Uherský Brod se rozhodla v rámci svého provozu uplatnit jednu z nejpokročilejších metod využívání biologicky rozložitelných odpadů - vermikompostování.

Vermikompostování, jakožto jeden ze způsobů kompostování, využívá intenzivní činnosti kalifornských žížal a pomocí jejich enzymů v trávicím traktu přeměňuje biologický odpad na vermikompost. Tato moderní metoda patří díky své technické jednoduchosti k nízkonákladovým systémům a racionálním způsobům zpracování odpadů. Nejčastěji využívanou variantou vermikompostování je v jednorázové založení hromad na vhodně zajištěných plochách, kde jsou žížaly tzv. „přikrmovány“.

Základem je předem stanovit množství biologického odpadu, jež se bude zpracovávat, a následně se založí chov ve vertikálním směru z 3 vrstev (biologické odpady s vlhkostí 55% - 70% a teplotou do 35°C, pak násada kalifornských žížal o výšce 5 - 10 cm a nakonec opět biologické odpady). Jak bylo nastíněno, nejdůležitější je zajištění vhodných optimálních podmínek pro hlavní součást vermikompostování - pro žížaly. Vyžaduje se dodržování několika jednoduchých zásad: dostatečná vlhkost prostředí (55% - 80%), vhodné teplotní podmínky vč. teploty zpracovávaných surovin (< 35°C), míra provzdušnění a zejména vhodné krmivo/zpracovávané suroviny.

Povětrnostní podmínky nemají na probíhající proces oproti klasickému kompostování velký vliv. Odpady je tak možné zpracovávat i během zimního období, kdy vermikompostovací proces je pouze zpomalen. Dokonce obtížný biologicky rozložitelný odpad (čistírenské kaly, digestát z bioplynových stanic) lze při dodržení správné technologie vermikompostování účinně zpracovávat.

Produkovaný vermikompost je považován za vysoce kvalitní hnojivo, převyšující v mnoha parametrech běžně používaná hnojiva. Snadno se vstřebává do půdy (lze aplikovat jak na povrch - travnaté plochy, tak zapravovat hloubkově - blíže kořenovému systému), má vysoké pH a retenční schopnost. Díky obsaženým trávicím enzymům kalifornských žížal neobsahuje žádné patogeny a nezapáchá. Obsahuje vysoce kvalitní humus, růstové hormony, enzymy a látky, které jsou schopné chránit rostliny před škůdci a chorobami a umožňují lepší využitelnost minerálních látek již obsažených v půdách. Je vhodný pro obnovu vyčerpaných, či kyselých půd a při jeho aplikaci není potřeba dodávat půdě další běžná hnojiva.

Jedinou nevýhodou je, že k jeho získání je potřeba v průměru 3,3x delší doba setrvání zpracovávaného materiálu v procesu, nežli u klasického kompostování s pomocí překopávače. Na druhou stranu, čím je vermikompost jemnější (tj.

Vermikompostování nabízí mnoho variant, jak biologicky rozložitelný odpad zpracovávat. Informace o možných způsobech včetně podrobného popisu jsou přehledně shrnuty v Certifikované metodice vermikompostování, která vznikla ve spolupráci České zemědělské univerzity a Výzkumného ústavu zemědělské techniky. Příručku připravili přední odborníci v této oblasti - Ing. Aleš Hanč, Ph.D. a Ing. Petr Plíva, CSc., se kterými ČAOH udržuje odbornou spolupráci.

Kromě nejrozšířenější technologie - pásová hromada na volné ploše, kterou je možné využívat jak v zemědělství, tak i v komunální sféře, je populární vermikompostování kuchyňských zbytků přímo v domácnostech za použití malých domácích vermikompostérů různých typů a konstrukce (obr. č. 1). Boxové vermikompostování a další složitější technologické systémy (např. vermireaktory s kontinuálním procesem, apod.) mají stále více příznivců.

Obecně je pro tuto technologii stěžejní, že se jedná o proces převzatý z přírody, v jeho průběhu se do zpracovávaného materiálu nepřidávají žádné chemické látky a je tedy vhodné i pro ekologické zemědělce. Pokud jsou vermikompostováním zpracovávána statková hnojiva, je výsledný produkt možné zařadit dle Přílohy č. 3 k vyhlášce č. 474/2000 Sb. mezi typová organická hnojiva, čímž odpadá složitější schvalovací proces, nutný pro netypová hnojiva.

Možností využití vermikompostu je mnoho. Lze jej použit jako adsorbent k imobilizaci těžkých kovů v půdě nebo v jiných materiálech, k odstranění kovových iontů z odpadních vod nebo jako náplň do filtrů k filtraci vzduchu - např. možno použít i na bioplynových stanicích (Mikeš, 2008). Vermikompostování lze využit i za účelem rozkladu organických polutantů (Contreras-Ramos et al., 2008). A dokonce se ověřuje použití vermifiltrace k odstranění znečištění při produkci kejdy (Hanč A., Plíva P. (Ing.

Ing. Petr Filip říká: „Jsme rodinná firma a zabýváme se 8 let technologií zpracování biologických odpadů pomocí kalifornských žížal. Kalifornské žížaly jsou speciálně vyšlechtěné za účelem likvidace biologických odpadů, i přes svoji velikost (5 až 8 cm) zpracovávají odpad rychleji než volně žijící žížaly. Zpracování probíhá u zákazníků, které naučíme vést chov kalifornských žížal za účelem likvidace odpadů. Okruh zákazníků je od zahrádkářů přes zemědělce až po velké kompostárny (kompostárna ve Strážnici, RUMPOLD UHB s.r.o. Farma Králov Uherský Brod).

Mezi nejčastější zástupce zemědělců patří vinaři, kteří využívají technologii vermikompostování k likvidaci výlisků z hroznů (Vinselekt Michlovský). Pomocí kalifornských žížal lze vermikompostovat i těžko kompostovatelné odpady. Vermikompostování se stalo velice efektivní metodou zpracování biologických odpadů. „Každý chov kalifornských žížal je specifický, proto pomáháme našim zákazníkům s návrhem založení a celkovým průběhem chovu. Naše metodická pomoc trvá 1 až 2 roky,“ doplňuje Ing. Filip.

Česká asociace odpadového hospodářství má jako jednu ze svých priorit postupné prosazení smysluplných a nákladově racionálních technologií na zpracování a využití odpadů. Výhodou vermikompostování je mimo jiné i to, že je možno jej realizovat v menším lokálním měřítku a odpadají tak náklady na přepravu biologicky rozložitelných odpadů. Asociace činí konkrétní kroky na podporu navýšení procenta materiálového využití odpadů a tato technologie tomu jednoznačně přispívá.

V tomto směru je vhodné zmínit také to, že ČAOH dlouhodobě podporuje zavedení systému třídění biologicky rozložitelných odpadů v obcích a jejich následné směřování do zařízení na materiálové využití. Těmito opatřeními se bez potřeby zvýšení nákladů pro původce odpadů může podařit rozumným způsobem realizovat již probíhající postupný odklon biologicky rozložitelných odpadů od skládkování a splnit tak cíl EU definovaný pro rok 2020.

Výnos a výhřevnost odpadní biomasy

Následující tabulka shrnuje výnos a výhřevnost různých druhů odpadní biomasy z ovocných dřevin a ořechů:

tags: #odpad #pri #zpracovani #visni #vyuziti

Oblíbené příspěvky:

• Tipy pro utěsnění odpadu
• Význam světa člověka
• Plán EVVO pro ZŠ Zlín
• Přírodní řešení pro zavíječe zimostrázové
• Tepelná čerpadla a ochrana ovzduší