Мандрите в Европа са основен икономически двигател в селските райони, но произвеждат значителни отпадъци при почистването и преработката. Открито е обаче ново решение, което позволява отпадъчните води и остатъците от мляко, които обикновено се изхвърлят, да се превръщат в нови продукти като богати на фосфати торове или биопластмаси. Иновациите понастоящем се разработват чрез финансовата подкрепа на програмата на Европейския съюз (ЕС) за научни изследвания и иновации „Хоризонт 2020“ по проектите REFLOW и AgriChemWhey.
ЕС е произвел 172,2 милиона тона сурово мляко през 2018 г. и се очаква търсенето на мляко да се увеличи през следващите години, особено за износ. Хората в региона и в международен план разчитат на млечни продукти. Но мандрите са част от хранителните системи, които оказват огромно влияние върху планетата.
„Хранителните системи остават един от ключовите двигатели за изменението на климата и влошаването на околната среда“, според Европейската комисия(ЕК). Стратегията на ЕК „От фермата до трапезата“ има за цел да трамсформира хранителната верига на регионите в носеща екологични, здравни и социални ползи и „да гарантира, че възстановяването от кризата (Covid-19) ни поставя на устойчив път“.
Един от начините да се постигне това е чрез превръщане на отпадъците при производството в продукти с добавена стойност. Млечната индустрия е вторият по големина селскостопански сектор в Европейския съюз (ЕС) след зеленчукопроизводството и градинарството, с повече от 12 000 обекта за преработка и производство на мляко в държавите-членки. За всеки литър произведено мляко се генерират около 2,5 литра отпадъчни води.
Фосфорът (P) е от съществено значение за живота, но индустриализацията на производството на храни, за да се изхранва бързо нарастващото население, води до сериозно изтичане на елемента в цялата световна селскостопанска хранителна система. Производството на млечни продукти като сирене и кисело мляко, води до образуването на богати на Р отпадъци от преработката на продуктите, а изтичането на елемента от млечната промишленост причинява вреди на околната среда и излага на риск общественото здраве. Като цяло млечната промишленост е най-големият източник на промишлени отпадъчни води в ЕС и един от основните източници на богати на фосфор промишлени отпадъчни води. Отмяната на млечните квоти на ЕС (2015 г.) доведе до последващ 2,8% годишен ръст на производството на мляко. Ако начинът, по който се управляват отпадъците от преработка на млечни продукти не се промени, изтичането на хранителни вещества ще продължи да се засилва, което ще доведе до екологични проблеми като еутрофикацията на водните обекти чрез изтичане на фосфор от почвата.
REFLOW
„Установихме, че млечният сектор е един от най -големите източници на органични отпадъци.“, казва д-р Лихи, химик в Университета в Лимерик, Ирландия. Той ръководи проектът REFLOW, имащ за цел да възстанови фосфора от отпадъчните води в млекопреработката.
Ако не се третират правилно, богатите на фосфор отпадъчни води могат да доведат до проблеми във водните тела. Въпросите включват еутрофикацията, при която излишъкът от хранителни вещества води до цъфтеж на водораслите и растенията, но оставя малко вода и кислород във водата за животинските видове. „Искаме да произвеждаме набор от богати на фосфор торове и да ги тестваме спрямо конвенционалните фосфорни минерални торове„, казва д-р Дж. Дж. Лихи. Търговските торове са свързани с получаването на фосфор (жизненоважен за растежа и здравето на растенията) от добита фосфатна скала, невъзобновяем ресурс.
REFLOW, който стартира през 2019 г. и продължава до края на 2022 г., разработва техники за премахването на фосфора на различните етапи в процеса на управление на отпадъчните води. Общоевропейският проект е със седалище в Ирландия, която има голяма млечна индустрия.
Понастоящем отпадъчните води се пречистват в пречиствателна станция, където се превръщат в по-плътна утайка чрез химични процеси, за да се намали обема за изхвърляне. REFLOW иска да използва биологични техники за превръщането на отпадъчните води в утайка, така че да са необходими по – малко химикали. д-р Дж. Дж. Лихи обяснява, че получената по-плътна утайка се изгаря в инсенератор и се получава пепел. Тази пепел съответно може да се използва като тор или като източник на калциев фосфат, да се използва като слаб тор или дори в медицинските добавки.
Превръщането на първоначалната утайка в калциев фосфат добавя разходи, казва д -р Лихи, така че те разглеждат кои продукти работят най -добре в определена държава. Например в Холандия, където фермерите вече изнасят получения от млечните ферми фосфат чрез тора, пепелта от отпадъчни води може да бъде по-икономически изгодна, тъй като би била по-лека и по този начин по-евтина за преместване. В Ирландия, утайката – тествана за свойства и ефективност при отглеждане на растения – може просто да се разпръсне върху земята, заменяйки търговските продукти.
С нарастващото търсене на мляко намирането на устойчиво използване на млечните отпадъци е все по -важно.
Така например проектът REFLOW, в който си поставя три основни цели в съответствие със стратегиите на ЕС:
- Разработване и демонстриране на процеси за оползотворяване и повторна употреба на фосфорни (P) продукти от отпадъците от преработка на млечни продукти;
- Определяне стойността на тора и оптималните норми на приложение чрез лабораторни протоколи и полеви опити на извлечените фосфорни (P) продукти;
- Разглеждане на екологичните, социалните и икономическите предизвикателства, като в крайна сметка се намерят пазарни решения за новите процеси и продукти за торове.
Очаква се резултатите от REFLOW да повлияят на практиката за управление на земята, рамката за биоикономика в селските райони и целите на политиката на ЕС, като същевременно постигнат значително развитие на най-съвременното рециклиране на фосфор.
AgriChemWhey
В Ирландия само през последната година търсенето на мляко се е увеличило с 50%, казва д -р Бил Мориси, програмен мениджър на проекта AgriChemWhey, който проучва как да превърне млечните отпадъци в нови продукти.
Преди шест години д -р Мориси и колегите му в Glanbia, най -големият производител на млечни продукти в Ирландия, осъзнават докато наблюдават нарастващото търсене на млечни продукти, че трябва да управляват този растеж по устойчив начин – и че една от големите пречки са млечните отпадъци.
Суроватката например, получаваща се след производство на сирене оформя главния спортен продукт на Ирландската компания Glanbia. Суроватъчните протеини се усвояват лесно и са отговорни за растежа на мускулите – нещо което почти всеки атлет търси. След като суроватъчният протеин и твърдите вещества обаче са извлечени от млечните отпадъци, суроватъчният пермеат остава неизползван.
Компанията работи с научни партньори, за да развие биотехнологичен процес, който да трансформира пермеата в полимлечна киселина (био-базирана пластмаса), която да се използва в пакетирането и текстила например.
„Полимлечната киселина, произведена по този начин е значително по-устойчива от другите пластмаси. Това е много важно що се отнася до промените в климата. Позволява ни да допринасяме за климата, но също така да добавяме и стойност към млякото на фермерите и да подкрепяме семейните ферми“, обяснява д-р Бил Мориси, програмен директор на проекта AgriChemWhey.
Общата цел на AgriChemWhey е да се изгради първата по рода си промишлена и икономически успешна биорафинерия с интегрирани промишлени и селскостопански вериги за стойност.
Ирландското земеделие включва множество сравнително малки ферми-от около 100 крави на фермер- много от които са семейни и се предават през поколенията. Според ирландската статистическа служба, от 137 500 ферми в Ирландия, 137 100 са семейни. Подобни проекти като REFLOW защитават селския начин на живот, тъй като земеделието в световен мащаб става все по – ограничено.
Според д -р Мориси подобни начинания дават шанс на хората да останат в селските райони, вместо да се местят в градовете, търсейки по-големи възможности. „Това е и същетственото в проекта – да запазим селата“, казва д-р Мориси.
Източници: https://cordis.europa.eu/; https://etn-reflow.eu/participants/; www.agrichemwhey.com; /www.youtube.com; https://ec.europa.eu/research-and-innovation/
Зареждане ...