محور ارزيابی فنی اقتصادی ضايعات و پسماندهای محصولات کشاورزی

چکيده
در اين تحقيق مطالعاتی حول محور ارزيابی فنی اقتصادی روی بحث تبديل ضايعات و پسماندهای ۱۷ محصول عمده کشاورزی در ايران شامل:
۱- گندم و جو ۲- دانه های روغنی ۳- نيشکر ۴- مرکبات ۵- انگور
۶- خرما ۷- گردو صورت گرفته است.

مقدمه
سالانه ميليون ها دلار ارز جهت واردات موادي شامل:
– خوراك دام و طيور، انواع پروتئين هاي مصرفي انسان، دام و طيور و مواد مكمل آن
– انواع اسيد هاي آمينه و آلي مثل ليزين، آلانين، سيتريك، لاكتيك، گلوتاميك و …..
– انواع مواد شيميايي مثل الكل ها، فورفورال، پكتين، استن و ….
– انواع اسانس ها براي مصارف صنايع غذايي و بهداشتي

– انواع كاغذ و خمير آن
از كشور خارج مي شود و اين روند هر سا له سير صعودي به خود مي گيرد، اين در حاليست كه حجم دور ريز ضايعات كشاورزي در مزارع كشور قابل تأمل ميباشد. اين مسئله زماني اهميت خود را نشان ميدهدكه بدانيم ضايعات و پسماندهاي مزارع در ديگر كشورها منبع اصلي تأمين مواد مذكور براي صادرات به ايران وكشورهاي مشابه مي باشند. در تمامي فرايند هاي كشاورزي و صنايع مربوطه علاوه بر توليد محصولات اصلي، محصولات جانبي نيز توليد مي شود كه حجم وسيعي را شامل مي گردد و به علت اين كه محدودة وسيعي براي به كارگيري اين محصولات وجود دارد،

بسياري از كشورهاي پيشرفته و در حال توسعه، ارزش بالاتري را براي آنها در نظرمي گيرند، بگونه ايكه در بعضي موارد از محصول اصلي نيز بسيار با ارزش تر مي باشد. از طرفي براساس آمارهاي موجود در ايران تقريباً نيمي از محصولات كشاورزي بدون اينكه به مصرف برسد در مراحل مختلف از بين مي روند و صنايع تبديلي موجود در ايران به آن حد از رشد نرسيده كه بتواند از تمامي اجزاء يك محصول كشاورزي بهره مناسب و كامل را ببرد. همانطور كه ذكر شد، كليه اقلام وارداتي مذكور و صدها ماده پر ارزش ديگر در حال حاضر در سراسر دنيا از ضايعات و محصولات جانبي كشاورزي و طي يك برنامه منسجم در صنايع تبديلي توليد مي شوند و با توجه به آمار و ارقام مربوط به حجم

مواد مذكور در ايران در صورت داشتن برنامه اي مدون و ساز و كار مناسب در جهت برنامه ريزي، كسب تكنولوژي هاي نداشته و ساماندهي داشته ها مي توان از اين مواد كه در اكثر مواقع نيز مسايل زيست محيطي حادي را هم بدنبال دارد در جهت استفاده بهينه و تبديل آنها به مواد با ارزش گامي در جهت شكوفايي اقتصاد كشاورز و كشاورزي برداشت. گزارشات منتشر شده جهاني نشان مي دهد كه كار بر روي اين زمينه يعني دست يابي به فرايندهايي مقرون به صرفه و قابل انجام جهت بازيافت و فرآوري محصولات جانبي و ضايعات در سالهاي اخير رشد فراواني داشته است و بي شك در اين رابطه علم بيو تكنولوژي نقشي اساسي داشته است. ۱-۴ در اين تحقيق،

با بررسي جامع بر روي كليه محصولات كشاورزي كه در داخل كشور توليد مي‌گردد، مهمترين اقلامي را كه مي توان برروي ضايعات آنها سرمايه گذاري نمود انتخاب و مطالعه شده است. اقلام مورد مطالعه شامل. ضايعات كشاورزي و صنعتي، گندم، شلتوك، دانه هاي روغني، گوجه فرنگي، سيب زميني، چغندر قند، پنبه، نيشكر، مركبات، سيب، انگور، خرما، پسته، بادام، گردو، چاي و زيتون مي گردد که به جهت محدوديت صفحات به تشريح اطلاعات بدست آمده در مورد تعدادي از موارد مذکور پرداخته ميشود.

بررسي وضعيت و امكان سنجي بازيابي و توليد مواد با ارزش از ضايعات كشاورزي و صنايع تبديلي وابسته
۱- گندم۵-۸
گندم گذشته از جنبه تجارتي مهم آن در دنيا، سلاحي كارآمد در مناسبات سياسي و جهاني است كه روز به روز بر اهميت كاربردي آن افزوده مي شود. با اينكه جمعيت ايران در حدود ۱% جمعيت جهان است ولي در حدود ۵/۲% گندم جهان را مصرف مي كند كه اندازه اي خارج از تعادل سطوح استاندارد بين المللي است و تا حدود زيادي خبر از ضايعات بالا و مصرف آن بوسيله دام و طيور مي دهد. گندم همانند انرژي، كالايي راهبردي شناخته مي شود و از شاخص هاي مهم

كشاورزي محسوب مي‌گردد. در حال حاضر سهم بزرگي از پتانسيل كشاورزي كشور به توليد گندم اختصاص دارد يعني رقمي در حدود ۱/۵ ميليون هكتار (مركز آمار ايران ۷۹) كه با احتساب ۲۵% ضايعات تقريبي گندم در كشور در واقع حدود ۳/۱ ميليون هكتار از اراضي مستعد كشور، با صرف كليه نهاده هاي زراعي، ضايع مي شود و اين با هدفهاي كشاورزي در رسيدن به خود كفايي در تضاد است. بطور كلي ضايعات گندم را مي توان به بخش هاي زير تقسيم نمود:

۱- ضايعات كاشت
ضايعات در اين مرحله ، مقدار اضافه مصرف بذر است كه معمولاً حدود ۲۰% برآورد مي شود و عمدتاً ناشي از خلاء تكنيكي و استفاده از شيوه هاي منسوخ كاشت مي باشد كه برابر ۳/۱ % كل گندم مصرفي كشور و يا ۲%‌ كل گندم توليدي كشور است.
۲- ضايعات پيش از برداشت
شامل ضايعات تأخير برداشت است كه بصورت ريزش يا سبز شدن روي خوشه در نواحي باران خيز حاصل مي شود. در يك طرح تحقيقاتي تلفات قبل از برداشت معادل ۹/۵۴ كيلوگرم در هكتار اندازه گيري شده است.
۳- ضايعات برداشت
ضايعات در مرحله برداشت با كمباين شامل تلفات سكوي برش (%۲- ۵/۰)، تلفات واحدهاي كوبنده (%۱-۵/۰)، جداكننده (%۴/۰-۲/۰)، تميز كننده (%۲/۰-۰۴/۰) ‌و ساير عوامل است.
۴- ضايعات پس از برداشت

اين ضايعات را مي توان به ۴ دسته ضايعات حمل و نقل و ريخت و پاش (%۵/۵)، ضايعات بوجاري (%۲/۰)، ضايعات انبارداري (۴%) و ضايعات تبديل (%۵) طبقه بندي نمود.
از طرفی محصول جانبي گندم کاه می باشد. قرنهاست از كاه بعنوان ماده اوليه ساخت كاغذ (مخصوصاً در چين) استفاده مي شود. هم اكنون درمناطقي نظير اروپاي شرقي، آمريكاي جنوبي، خاورميانه و آسيا کاه بعنوان ماده اوليه مهم در صنعت خمير كاغذ مي باشد. دليل اصلي تداوم

كاربرد كاه در ساخت كاغذ سهولت دستيابي به آن به عنوان پسماند توليد مواد غذايي است. اما مشكل هزينه هاي كارگري جهت جمع آوري، ذخيره سازي و جابجايي، كاربرد اين ماده را بيشتر به كشورهايي كه داراي نيروي انساني ارزان هستند و فرايندهايي كه كارخانجات مقياس كوچك نياز دارند محدود كرده است. موارد استفاده ديگر كاه عبارتند از:
۱- تغذيه دام، ۲- منبع سوخت و توليد انرژي در كشورهاي غربي، ۳- بستر دامها، ۴- توليد پروتئين، ۵- توليد كودهاي آلي، ۶- افزايش حاصلخيزي خاك

۲- دانه هاي روغني۹-۱۰
استخراج روغن از ۵ دانه روغني مهم كه عبارتند از بذر سويا، پنبه دانه، آفتابگردان، بادام زميني و شلغم روغني به روشهاي مختلف شامل: استفاده از حلال و استفاده از فشار و گاهی استفاده از دو روش فوق بصورت توأم، صورت مي گيرد. محصول جانبي فرايند هاي روغن كشي كنجاله نام دارد كه داراي مقدار نسبتاً زيادي پروتئين بوده و چنانچه كه خوب تهيه شده باشد اسيدهاي آمينه متشكل آن از لحاظ ميزان و قابليت جذب در حد مطلوبي است و به همين جهت در جيره غذايي دام و طيور براي تامين قسمت قابل توجهي از پروتئين و بعضي از اسيدهاي آمينه ضروري استفاده مي گردد.

۳- نيشكر (محصولات جانبي صنعت توليد شكر از نيشكر)۱۱-۱۲
مقدار توليد نيشكر در سال ۱۳۷۶ ، ۲۰۵۹ هزار تن بوده است از آنجا كه از هر ۱۰۰ تن نيشكر ۲۵ تن سرني، ۳۵ تن با گاس تر، ۱۰ تن شكر، ۴ تن ملاس بدست مي آيد لذا مقدار باگاس و ملاس توليد شده در اين سال به ترتيب ۷۲۰ و ۸۲ هزار تن مي باشد. از باگاس نيشكر به عنوان سوخت در توليد برق، زغال چوب و متان و همچنين در صنايع سلولزي در توليد كاغذ، فيبر، مقوا و نئوپان

استفاده مي شود. از طرف ديگر باگاس به عنوان يك ماده ليگنو سلولزي در توليد فورفورال، آلفا سلولز، اگزيليكول، انواع پلاستيك ها و خوراك دام استفاده مي شود. يكي ديگر از محصولات جانبي توليد شكر از نيشكر، ملاس است. ملاس شربت قندي حاصل از استحصال كريستالهاي شكر است كه به وسيله سانتريفوژ كردن بدست مي آيد. اين مايع حاوي مقدار زيادي قند مي باشد كه در

شرايط متعارف قابل استخراج و كريستاليزاسيون نمي باشد. از ملاس نيشكر در صنايع تخميري در توليد موادي مانند اسيد استيك، سركه، استن، بوتانل، اسيد سيتريك، اسيد لاكتيك، گلسيرول. خمير مايه، آنتي بيوتيك ها، ليزين، گلوتاميك اسيد مي توان توليد كرد. همچنين از ملاس در توليد الكل، خوراك دام، كود، دكستران و صمغ استفاده مي شود. از گل صافي كه در تصفيه شكر بدست مي آيد مي توان موادي مانند چربي ها و موم استخراج كرد و يا از آن براي توليد كود و خوراك دام استفاده مي شود.

۴- مركبات۱۳-۱۴
كشور ايران با برداشت سالانه ۳ ميليون و ۵۱ هزارتن مركبات از ۲۰۰ هزار و ۱۰۵ هكتار باغهاي بارور، هفتمين توليد كننده مركبات در جهان و با توليد ۰۰۰/۶۴۰ تن ليموترش اولين توليد كننده در آسيا و چهارمين در جهان است. ضايعات در كشور ما شامل ضايعات برداشت، حمل و نقل، نگهداري و تبديل آنهاست. جدول زير ميزان ضايعات تبديل حدود ۰۰۰/۹۰۰ تن مركبات را نشان مي دهد. تفاله باقيمانده از فرايند آبگيري مركبات در حدود ۵۰% وزن ميوه را شامل مي شود. اين تفاله ماده اوليه اي براي توليد محصولاتي مانند پكتين، غذاي دام، پوست شيرين شده، روغن پرس سرد، ملاس، ليمونن، مارمالاد و ژله پوست مركبات، محصولات حاصله از هسته مركبات، فلاونوييدها و … است.

قندها بصورت كربوهيدارتهاي محلول در تمام قسمت هاي ميوه مركبات به استثناي آب ميوه هاي اسيدي مانند آب ليمو وجود دارند و نزديك به ۴۰% وزن خشك پوست ميوه هاي پرتقال و گريپ فروت را تشكيل مي دهند كه در اين ميان گلوكز، فروكتوز و ساكاروز از قندهاي اصلي هستند. مواد غير قابل حل در الكل در پوست مركبات شامل ۵۰-۳۰% مواد پكتيني، ۴۰-۲۰% سلولز، ۲۰-۱۰% همي سلولز مي باشد. تفاوتهاي زيادي بين تركيبات شيميايي تفاله مركبات مناطق مختلف وجود دارد. در ذيل به تعدادي از فرآورده هاي حاصله از محصولات جانبي فرآيند مركبات اشاره ميشود

:
۱- پالپ خشك شده و ملاس مركبات، ۲- پكتين: منبع اصلي توليد پكتين پوست مركبات مي باشد. پكتين به عنوان عامل ژله اي در تهيه مرباجات و برخي شيريني ها كاربرد داشته و حدوداً ۳% پوست مركبات را شامل مي شود، ۳- قرص هاي مركبات: قرص هاي مركبات توليد شده از پوست مركبات بصورت مكمل غذايي دارويي به غذاي دامهاي شيري و گوشتي اضافه مي شود، ۴- مواد حاصل از تخمير ضايعات مركبات: فرايندهاي تخميري براي افزايش ارزش اقتصادي محصولات جانبي و تبديل ضايعات به فراورده هاي مفيد نقش مهمي دارند. محصولات تخميري مختلفي از جمل اتانول، متان، پروتئين تك ياخته (scp) اسيدهاي آمينه، اسيد پيرويك، ۲ و ۳- بوتيلن گليكول و پكتين ميكروبي را مي توان از ضايعات مركبات توليد نمود.

 

۵- انگور۱۲
تفاله انگور يك پسماند ليگنوسلولزي و باقيماندة فرآيند آب گيري از ميوه انگور است. تفاله انگور حدود بيست درصد وزن مرطوب ميوه اوليه را تشكيل ميدهد. به طور معمول اين پسماند در زمين مدفون مي‌شود. اما اين روش علاوه بر هزينه بر بودن باعث مشكلات زيست محيطي نيز مي شود. از طرفي به دليل ميزان پروتئين و هضم پذيري پايين، كاربرد مستقيم تفاله به عنوان خوراك دام چندان مناسب نيست. بنابراين در سالهاي اخير توجه محققين به بازيافت محصولات مفيد از تفاله انگور و بهبود كيفيت آن براي خوراك دام جلب شده است. ميزان توليد انگور در كشور در سال ۱۳۷۶، ۲۱۵۰

هزار تن بوده است و مقدار قابل توجهي از آن جهت توليد آب انگور در كارخانجات صنايع تبديلي مورد استفاده قرار گرفته است. تركيب شيميايي تفاله انگور به طور قابل توجهي نسبت به نوع انگور و نوع فرآيند آبگيري (پرس داغ يا سرد) متغير است. اما به طور كلي تفالة انگور حاوي مقادير نسبتا زيادي قند (عمدتاً، گلوكز، فروكتوز و ساكارز)، تارتارات، آنتوسيانين و فيبر خام است كه مي توان آنها را بازيابي و مورد استفاده قرار داد.