В процессе переработки рисового зерна в крупу в качестве отходов образуется большое количество рисовой шелухи, а также некоторое количество отрубей.
Рисовая шелуха — это внешняя оболочка ядра риса, которая защищает внутренние компоненты от внешнего воздействия насекомых и бактерий. Для выполнения этой функции и одновременного пропускания необходимого для роста зерна воздуха и влаги, рис, в процессе естественной эволюции, создал в своей шелухе уникальные нанопористые слои аморфного кремнезема.
Масса шелухи достигает примерно 20 % от веса необрушенного зерна риса. Она играет исключительно важную роль в жизни растения риса, защищая его от повреждений. Однако после обмолота и обрушения рисовых зерен шелуха становится как бы ненужной и ее, чаще всего, просто утилизируют различными способами.
То же самое относится и к рисовой соломе (рисовый стебель). Если при производстве одной тонны риса образуется примерно 200 кг рисовой шелухи, то рисовой соломы — одна тонна.
Рисовая шелуха, так же как и рисовая солома, являются серьезной проблемой для рисопроизводителей. До последних лет не было найдено рационального экономического применения рисовой шелухи и соломы ни в промышленной сфере, ни в качестве корма для скота.
Дело в том, что составляющие их вещества слабо поддаются воздействию бактериальных ферментов желудочно-кишечного тракта животного, и усвоение шелухи и соломы организмом животных, в силу особенностей химического состава, идет медленнее, чем усвоение обычной пищи.
Из-за высокого содержания соединений кремния рисовая шелуха и солома тяжело разлагаются в почве, выделяя при этом токсичные соединения, вредные для будущих посевов. Небольшая часть шелухи и соломы собирается и используется в качестве подстилочного материала для скота.
При этом преобладающая ее масса остается на полях. Это приводит к снижению плодородия почвы, болезни растений риса, потере урожайности.Фермерские хозяйства, занимающиеся рисоводством, решают эту проблему просто: сжиганием. Ведь затраты только на сбор, тюкование и вывоз рисовой соломы и шелухи в 2-3 раза выше затрат на уборку зерна.
Рисовая шелуха — утилизация
Сжигание рисовой соломы на полях
В мире ежегодно образуется 600 млн. тонн рисовой шелухи, которая, из-за наличия в ней большого количества аморфного диоксида кремния, не подвергается гниению и практически не горит. Требуются огромные площади земельных угодий для ее захоронения. В связи с этим, утилизация рисовой шелухи стала жизненно важной задачей для всех стран мира, которые занимаются возделыванием и переработкой риса.
Вместе с тем, рисовая шелуха отличается широким диапазоном полезных для человека свойств, и этот ее потенциал пока недостаточно используется человеком, как в сельском хозяйстве, так и других отраслях экономики.
«NeoCarbon»
Казахстанская компания «NeoCarbon» была создана специально для реализации инновационного проекта, связанного с утилизацией и переработкой рисовой шелухи.
Основными предпосылками бизнес-идеи являлись:
- Решение экологических проблем
- Переход предприятий на возобновляемые виды сырья растительного происхождения
- Уникальность химического состава сырья, состоящего из углерода (50-55%) и аморфного кремния (40-45%)
- Утилизация отходов
- Снижение себестоимости конечной продукции
Компания «NeoCarbon» разработала технологические процессы комплексной переработки рисовой шелухи в углерод-кремнистый композит в виде двухкомпонентного армирующего наполнителя для применения во многих отраслях промышленности, одновременно решая задачу полной утилизации рисовой шелухи в Балхашском районе Алматинской области Республики Казахстан.
В решении поставленных технологических задач был использован научный потенциал Центра физико-химических методов исследования и анализа Казахского национального университета им. аль-Фараби во главе с академиком Ефремовым С.А.
В поселке Баканас Балхашского района Алматинской области РК организовано опытно-промышленное производство.
Проект строительства промышленной базы по комплексной утилизации рисовой шелухи относится к инновационному проекту.
Инновационный проект занесен в карту индустриализации Алматинской области и рекомендован к государственной поддержке. Компания «NeoCarbon» вошла в список грантополучателей в рамках государственного проекта «Стимулирование продуктивных инноваций».
Для строительства производственной базы администрацией района в промышленной зоне села Баканас Балхашского района Алматинской области был выделен земельной участок площадью один гектар.
По линии Государственной поддержки, в рамках программы «Дорожная карта бизнеса 2025» к участку подведены линии электроснабжения и водообеспечения. На очереди — подведение магистральной линии газопровода и ВОЛС.
Производственная база расположена рядом с рисоперерабатывающими заводами района — поставщиками рисовой шелухи.
Ежегодно на производственной базе планируется организация сбора рисовой шелухи в объеме до 6 тыс. тонн и ее перевозка в запрессованном виде для переработки, где она подвергается карбонизационному обжигу в поворотных печах замкнутого цикла в основной полуфабрикат — карбонизат рисовой шелухи. Карбонизат подвергается дальнейшему помолу до фракции 20-40 мкм.
Технологический процесс
Проект компании «NeoCarbon» «Создание опытно-промышленного производства наноструктурированных углерод-кремнистых материалов» прошел тщательный отбор в рамках государственной программы «Стимулирование продуктивных инноваций»,
В результате которого между ТОО «NeoCarbon» и Министерством цифрового развития, инноваций и аэрокосмической промышленности Республики Казахстан подписано Соглашение о гранте на сумму 100 млн. тг
Финансирование осуществлялось Международным Банком Реконструкции и развития
Средства гранта были направлены на приобретение технологического оборудования.
Выездная международная комиссия
Карбонизат рисовой шелухи
Получены первые партии продукции.
Углерод –кремнистый композит прошел испытания на нескольких промышленных предприятиях по производству резинотехнических изделий в качестве заменителя технического углерода.
Готовая продукция
Полученные результаты свидетельствуют о возможности частичной и даже полной замены технического углерода углерод-кремнистым композитом при производстве резиновых смесей.