Рапс и рапс для производства биодизеля

Рапс связан с горчицей и другими культурами семейства капустных.

По данным Совета по каноле Канады, рапс выращивают с 20 века до нашей эры. Поскольку это растение может расти при меньшем количестве солнечного света и при более низких температурах, чем другие культуры, его выращивали в Европе еще в 13 веке нашей эры.

Рапсовое масло используется для приготовления пищи, освещения и в промышленности. Однако традиционный рапс содержит большое количество эруковой кислоты и глюкозинолатов, что делает муку из семян неприятной и, возможно, опасной для домашнего скота, если скармливать ее в больших количествах.

Канола — съедобный сорт рапса

Канола — это съедобный сорт рапса с низким процентным содержанием эруковой кислоты и низким уровнем глюкозинолатов. Он был разработан канадскими селекционерами в 1970-х годах.

Слово «канола» произошло от «Канада» и от «олео» (масло). По данным Совета Канады по каноле, этот термин больше не является товарным знаком. «Канолу» можно применять к сортам рапса с содержанием эруковой кислоты 2% или менее и менее 30 мкмоль глюкозинолатов на грамм безмасляной муки.

Большая часть рапса, выращиваемого в Европе, имеет качество канолы, но сохраняет название rapeseed, вероятно, потому, что слово «рапс» не имеет негативных коннотаций в Европе, как в англоязычных странах.

Текущий потенциал для использования в качестве сырья для биотоплива

Соевые бобы являются основными масличными культурами, используемыми для производства биодизеля в Соединенных Штатах. Съедобный рапс является наиболее распространенным масличным семенем, используемым для производства биодизеля в Европе.

Биодизельное топливо из канолы или съедобного рапсового семени при более низкой температуре, чем биодизельное топливо, полученное из другого сырья, что делает биодизельное топливо из канолы более подходящим топливом для более холодных регионов.Исследования Университета Айдахо показали, что биодизель канолы имеет «точку помутнения» 1°C и «точку застывания» -9°C (Peterson et al., 1997).

Температура помутнения – это температура топлива, при которой можно наблюдать небольшие твердые кристаллы при охлаждении топлива. Эти кристаллы забивают фильтры автомобиля. Температура застывания относится к самой низкой температуре, при которой происходит движение топлива при опрокидывании контейнера. Поскольку у биодизеля из канолы несколько более низкая температура помутнения и температура застывания, чем у соевого биодизеля, а также гораздо более низкая температура помутнения и температура застывания, чем у биодизеля, изготовленного из животных жиров, биодизель из канолы полезен в холодном климате.

Семена канолы и рапса содержат около 40% масла и имеют высокий выход масла на акр: от 127 до 160 галлонов на акр по сравнению с 48 галлонами на акр для соевых бобов (Pahl, 2008, стр. 40-42).

Масло канолы содержит большое количество олеиновой кислоты, что делает его конкурентоспособным по сравнению с другими маслами для жарки, рынок, на котором оно хорошо зарекомендовало себя. Масло также является высококачественной смазкой и присадкой к топливу; преобразование в биодизельное топливо, таким образом, является лишь одним из нескольких его потенциальных конечных применений.

Мука канолы (то, что остается после извлечения масла) является хорошим источником белка, содержащим от 38 до 42% белка и благоприятным балансом аминокислот. Может использоваться в качестве кормовой добавки в рационы скота.

Из промышленного рапса получается биодизель с очень хорошими низкотемпературными характеристиками. Исследования Университета Айдахо показали, что рапсовое биодизельное топливо имеет температуру помутнения 0°C и температуру застывания -15°C (Peterson et al., 1997). Однако выращивается сравнительно немного этой культуры, потому что рынок рапса и пищевого рапса намного больше, чем рынок технического рапса.

Технический рапс содержит больше длинноцепочечных жирных кислот, чем рапс. Поэтому иногда промышленный рапсовый биодизель оказывается несколько более вязким (более густым) и может иметь более высокую температуру перегонки, чем допускает спецификация ASTM D6751.В этом случае рапсовое биодизельное топливо можно смешивать с другими видами топлива (такими как рапсовое или соевое биодизельное топливо) для соответствия спецификации.

Биология и адаптация

Рапс и канола делятся на два основных вида: Брассика рапа, известный как «польский тип», и Брассика напус, известный как «аргентинский». Канадские селекционеры также разработали разновидность горчицы с низким содержанием эруковой кислоты и глюкозинолатов (Brassica juncea).

Существуют как весенние, так и зимние (осенние) типы рапса и рапса. Виды различаются по агротехническим характеристикам и урожайности. Эти различия необходимо учитывать при выборе сорта для выращивания.

Производство

В умеренном климате, например, на северо-западе Тихого океана, семена рапса/рапса можно сажать либо осенью, либо весной. У рапса или рапса, посаженных осенью, может развиться более обширная корневая система, и они более устойчивы к засухе, но чрезмерно холодная зимняя погода или влажные зимние условия выращивания могут снизить потенциал урожайности, поэтому преимущество может заключаться в весенних сроках посадки. Канола должна быть посажена вовремя, чтобы обеспечить зрелость до наступления жаркой погоды. Озимый рапс необходимо сажать вовремя, чтобы обеспечить значительное развитие растений (шесть листьев и более) перед сильными морозами.

Большая часть канолы в США производится в Северной Дакоте.

Реакция на удобрения и плодородие почвы аналогична реакции на мелкие зерна; однако рапс сильно потребляет серу. Например, при урожае 2000 фунтов/акр около 12 и 15 фунтов/акр серы содержится в соломе и семенах соответственно. Канола хорошо борется с сорняками, а гербициды зарегистрированы для использования на сельскохозяйственных культурах.

Размер семян колеблется от 80 000 до 135 000 семян / фунт, в зависимости от сорта. (Размер семян может существенно повлиять на норму высева в фунтах на акр.) Рапс обрабатывается и хранится так же, как лен; плотные контейнеры необходимы, чтобы избежать потери в пути.

Потенциальная доходность

Урожайность масла на акр варьируется от примерно 75 галлонов на акр до примерно 240 галлонов на акр.

В испытаниях канолы в Орегоне урожайность колебалась от 1900 до 4800 фунтов семян на акр. Поскольку рапс содержит около 40% масла, а галлон растительного масла весит около 8 фунтов, получается от 95 до 240 галлонов масла на акр.

Испытания канолы 2009 года в Северной Дакоте показали среднюю урожайность 1900 фунтов семян на акр при среднем содержании масла 45%. Это составляет около 107 галлонов нефти на акр.

Недавние испытания в штате Мэн (где урожай является относительно новым) привели к получению от 75 до 100 галлонов масла на акр.

Испытания в Миннесоте привели к получению в среднем около 96 галлонов нефти на акр. Среднее процентное содержание масла в семенах составило 46%.

Производственные проблемы

Поскольку это культура Brassica, рапс может перекрестно опыляться с другими Brassica, такими как брюква, пекинская капуста, брокколи рабе и репа, если не установлены достаточные буферные расстояния. Кроме того, проблематично выращивать рапс среди зарослей горчичных сорняков.

Канола растет на большинстве типов почв, но требует хорошего дренажа. Всходы очень восприимчивы к почвенной корке; важна подготовка посевного ложа. Канола восприимчива к черной ножке и стеблевой гнили Sclerotinia. При отсутствии севооборота с устойчивыми культурами может потребоваться обработка семян.

Осыпание семян при сборе урожая является потенциальной проблемой, поэтому посевы обычно убирают или «толкают» (механически сгибают без обрезки стебля), когда влажность семян составляет около 35%.