Produkcja roślinna może być niewyczerpanym źródłem odnawialnych surowców dla przemysłu. Zwiększenie ich wykorzystania w procesach produkcyjnych leży w interesie wszystkich obywateli, ponieważ oszczędza to surowce kopalne oraz neutralizuje dwutlenek węgla wydzielany w nadmiernych ilościach w procesach spalania oraz przerobu i rozkładu węgla i ropy naftowej – czytamy na www.kukurydza.org.pl. Użytkowanie surowców roślinnych poszerza rynki zbytu i daje pracę licznej rzeszy rolników. Dlatego też uprawa roślin na cele przemysłowe zyskała w wielu krajach specjalne preferencje prawne i finansowe. W warunkach Unii Europejskiej przykładem takich preferencji jest możliwość uprawy roślin przeznaczonych na cele niespożywcze na polach, które są przymusowo odłogowane (10% powierzchni).
Jedną z najważniejszych surowców roślinnych, szeroko wykorzystywanych przemysłowo, jest kukurydza. Duże zainteresowanie kukurydzą wiąże się z jej ogromnym potencjałem produkcyjnym – w dobrych warunkach siedliskowych całkowicie realne jest uzyskanie około 250 decyton suchej masy roślinnej lub też ok. 150 dt suchego ziarna z hektara. Kukurydza jako roślina uprawna ma też szereg zalet. D obrze znosi uproszczenia uprawowe, można też ją uprawiać w bardzo różnych stanowiskach, na lepszych i gorszych glebach. Kukurydza należy też do nielicznych roślin, w których można w pełni zmechanizować produkcję – zarówno na dużych areałach jak i w małych gospodarstwach. Szacuje się, że w Polsce są realne możliwości uprawy kukurydzy na powierzchni około 1,5-2,0 mln ha, tj. czterokrotnie więcej od aktualnej powierzchni zasiewów.
Kierunki przemysłowego wykorzystania kukurydzy
Podstawowymi kierunkami przerobu jest przemiał w młynach oraz produkcja skrobi w krochmalniach.. Produkty przemiału w młynach służą przede wszystkim jako produkty spożywcze w postaci kasz i mąki, a także jako surowiec do dalszego przerobu na konfekcję cukierniczą. Skrobia kukurydziana jest poszukiwanym surowcem, zużytkowywana w szeregu działach przemysłu – przemyśle spożywczym oraz szeregu działach poza spożywczych np. przemyśle papierniczym, materiałów budowlanych, chemicznego itp.. Jednym z ważniejszych przyszłościowych technologii na bazie skrobi jest produkcja proekologicznych tworzyw sztucznych, które rozkładane są przez bakterie. Dziś ich produkcja ze względu na wyższe koszty nie jest jeszcze zbyt rozpowszechniona.
Coraz większe zainteresowanie budzi kukurydza w o przemyśle energetycznym, gdzie po spaleniu ziarna lub całej biomasy może być źródłem ciepła do produkcji energii elektrycznej, ogrzewania pomieszczeń i wody. Energię można uzyskać również produkcję alkoholu lub biogazu, używanych następnie do napędu silników. Dodatek kukurydzy może zrewolucjonizować produkcję biogazu, która rozwijał a się do tej pory dość powoli.
O przydatności ziarna kukurydzy do określonych celów produkcyjnych decyduje forma botaniczna, typ ziarna oraz wydajność suchej masy z 1 ha. W świecie występuje ogromna różnorodność form kukurydzy, które różnią się wczesnością, budową ziarniaka oraz rodzajem skrobi. Większość podgatunków kukurydzy zawiera skrobię składającą się w 75% z amylopektyny i 25% z amylozy. Niektóre jednak egzotyczne podgatunki kukurydzy: jak np. kukurydza skrobiowa czy woskowa mają inne proporcje, lub zawierają tylko amylozę lub amylopektynę, przez co stają się interesujące dla przemysłu poszukującego różnych form skrobi.
Podstawową częścią ziarniaka kukurydzy jest bielmo, stanowiące ponad 80% masy. W bielmie dominują węglowodany, najczęściej w postaci ziarenek skrobi (85% masy) sklejonej cząstkami białka. W procesie produkcji kasz, mąki oraz skrobi bielmo jest podstawowym surowcem i następuje jego wydzielenie w procesie produkcyjnym. Zarodek, stanowiący ok. 12% całej masy ziarniaka, zawiera ok. 28% białka i 38% tłuszczu. Jest on bardzo wartościowym półproduktem, przydatnym do dalszego przerobu, w którym uzyskuje się olej oraz białko spożywcze lub paszowe. Pozostała część ziarniaka to okrywa owocowo-nasienna składająca się z mniej wartościowych węglowodanów i włókna. Warunkiem podstawowym przydatności ziarna do przerobu jest dobrze wykształcone bielmo i łatwy do oddzielenia zarodek.
Kukurydza w przemyśle młynarskim
Podstawowe wymagania stawiane ziarnu przeznaczonemu do przemiału to: duża zawartość bielma szklistego, pełna dojrzałość, ziarniaki duże i kształtne o pełnej zdrowotności, o małym udziale ziarna połamanego i popękanego. Ważna jest też jednolitość partii ziarna i wyrównanie jego wielkości i zabarwienia. Podstawowe znaczenie ma dobór odmiany, oraz odpowiednia agrotechnika. Bardziej przydatne do przemiału w młynach są kukurydze o ziarnie typu flint. Zawierają one zwykle więcej bielma szklistego niż mączystego, mają dużą gęstość i twardość.
Dla młynarstwa nie należy uprawiać odmian zbyt późnych. Odmiany wcześniejsze dają ziarno bardziej dojrzałe, o mniejszej zawartości wody, co przyspiesza także suszenie i zmniejsza niebezpieczeństwa popękania ziarna. Na wydajność i jakość przemiału wpływa też terminu zbioru. Ziarno powinno być w pełni dojrzałe i częściowo podeschłe na polu. Dlatego też najlepiej zbierać w 10-20 dni po osiągnięciu dojrzałości fizjologicznej. Z punktu widzenia odbiorcy produktu przemiału, najważniejsze jest, aby zawartość tłuszczu w grysie wynosiła poniżej 1 %. Istotną rolę odgrywa technologia i jakość przemiału. Uzyskanie dobrych produktów możliwe jest tylko na młynie kukurydzianym, o odpowiednio dobranych parametrach pracy.
Podczas prób przeprowadzonych w Akademii Rolniczej w Poznaniu oraz m.in. w firmie BIFOOD z Wrześni, badano przydatność odmian uprawianych w Polsce do wyrobu produktów spożywczych metodą ekstruzji. Stwierdzono, że niektóre z odmian mogą być dobrym surowcem do produkcji chrupek oraz płatków kukurydzianych, pod warunkiem odpowiedniej technologii uprawy, suszenia i przemiału.
Kukurydza dla krochmalni
Otrzymywanie skrobi z kukurydzy odbywa się najczęściej metodą tzw. przemiału na mokro. Przetwarzając ziarno kukurydzy w krochmalniach uzyskuje się skrobię oraz zarodki. W przemyśle skrobiowym Unii Europejskiej wykorzystuje się głównie ziarno kukurydzy wyprodukowane w krajach południowej Europy, jedynie w sezonie zbiorów przetwarza się wilgotne ziarno (bez suszenia) z lokalnej produkcji. Ziarno przeznaczone dla przemysłu skrobiowego powinno zawierać dużo mączystego bielma i wysoką zawartość skrobi; być w pełni rozwinięte i wykształcone, nie uszkodzone w czasie zbioru i o dobrym stanie zdrowotnym. Uprawiane w naszej strefie klimatycznej odmiany dają niższą wydajność skrobi.
Kukurydza w przemyśle fermentacyjnym
Ziarno kukurydzy jest doskonałym surowcem do produkcji alkoholu, zarówno w gorzelniach jak i browarach. Przewyższa wydajnością alkoholu z 1 ha wszystkie zboża, w tym również pszenicę (tab. 2). Jeśli do tego uwzględni się wysokie plony, przewaga kukurydzy nad zbożami staje się bardzo wyraźna. Przerób kukurydzy w gorzelni w wielu przypadkach pozwala ominąć drogie suszenie, przez co poprawia się ekonomikę produkcji. Ważniejsze argumenty przemawiające za szerszym wykorzystaniem kukurydzy w produkcji alkoholu zebrano w ramce (ramka).
Argumenty za zwiększeniem przerobu kukurydzy na etanol:
- Wysokie plonowanie kukurydzy
- Na glebach słabych – plony 2x wyższe niż innych zbóż
- Duże zainteresowanie rolników uprawą na ziarno
- Dziś – samowystarczalność; jutro nadprodukcja ziarna
- Zagospodarowanie ziarna nadpsutego i o niższej wartości paszowej
- Dobra jakość produktów ubocznych
- Możliwość wywalczenia większych dopłat bezpośrednich na 1 ha kukurydzy
- Doskonale nadaje się do zagospodarowywania odłogów
- Najmniejsze koszty środowiskowe produkcji bioetanolu
- Kukurydza do produkcji biogazu
Wzrasta zainteresowanie produkcją biogazu, z przeznaczeniem go na cele ogrzewania gospodarstwa, a przy dużych instalacjach – produkcji prądu elektrycznego. W procesie zgazowywania najczęściej zużywa się płynne odpady i nawozy rolnicze (gnojowica, gnojówka), które jednak mają bardzo małą zawartość suchej masy. Doskonałym źródłem uzupełniającego materiału roślinnego – może być zielonka (kiszonka) z kukurydzy. Może ona stanowić również główny składnik fermentującej masy, dając dużą wydajność gazu. Jak wynika z badań niemieckich, przy aktualnie uprawianych odmianach przeznaczenie ich do produkcji biogazu pozwala uzyskać ok. 5-6 tys. m 3 metanu z 1 hektara. Dodatek kiszonki z kukurydzy zwiększa kilkukrotnie wydajność energetyczną instalacji, co znakomicie poprawia efekty finansowe i pozwala widzieć duże perspektywy i upowszechnienie produkcji biogazu i jego przetwarzania w energię.
Prof. dr hab. Tadeusz Michalski
Źródło: www.kukurydza.org.pl, fot. sxc.hu
