A gabonatermesztési technológiák fejlődésével folyamatosan nő a termésmennyiség. A magok betakarítása után viszont ott marad a nagy mennyiségű szalma, amellyel valamit kezdeni kell.
A világ gabonaszalma termése
A világ rizsszalma termése
A hazai szalmatermés alakulása
A történelem során a szalmahasznosítás számos formája alakult ki, amelyek közül egyesek a feledés homályába merültek, mások viszont a technológiai fejlődés eredményeként új megvilágításba kerültek:
- mezőgazdasági felhasználás
– szántóföldi (talajba keverés)
– állattartási (almozás) - ipari felhasználás
– építőipari
– papírgyártás
– hőenergetikai (bioenergetikai) - humán felhasználás (kulturális, hobbi)
A szalma mezőgazdasági felhasználása
A mezőgazdaságban két fő hasznosítási területtel találkozhatunk: szántóföldi felhasználás és az állattartásban való hasznosítás.
Szántóföldi hasznosítás
A szántóföldi hasznosítás régi módszere a szalma elégetése, illetve talajba juttatása, beszántása. A szalmaégetés viszont veszélyes és sok kárt okoz, ezért napjainkban már tiltott tevékenység. A tarlóégetéssel ugyanis károsodnak a talajban lévő hasznos élő szervezetek, csökken a szervesanyag-készlete, ezáltal romlik a szerkezetessége, aszálytűrése, vízmegtartó képessége. A tarlóégetés azonban nemcsak a talajba juttatható szerves anyag felelőtlen pazarlását jelenti, de egyúttal levegőszennyezést is okoz.
A tarlóégetés káros hatása
A levegő védelméről szóló kormányrendelet szerint a lábon álló növényzet, tarló, illetve növénytermesztéssel összefüggésben keletkezett hulladék égetése tilos, kivéve, ha jogszabály másként nem rendelkezik. Egyetlen kivétel lehet, ha a szántón olyan mértékű fertőzés jelenik meg, amely csak és kizárólag a tarló felperzselésével szüntethető meg. A tarlót vagy az érintett szakaszokat a tarlóégetés megkezdése előtt legalább 3 méter szélességben körül kell szántani, és az adott területen az apró vadban okozható károk elkerülése érdekében vadriasztást kell végrehajtani.
Tarlóégetés és védősáv készítés
A szalma hasznosítása tehát kétféle módon lehetséges. Ha a talaj szervesanyag tartalmát akarjuk növelni, akkor a szalmát a talajba be kell juttatni, ahol az növeli a talaj víztartó képességét, kedvezően hat a tápanyagok felvehetőségére, tápanyagforrást és tápanyagtartalékot biztosít. A szervesanyag tartalom növelése mellett a szalmatrágyázásnak talajvédelmi funkciója is, mivel csökkenti a gyomosodást, az eróziót és a deflációt, valamint segíti a talajnedvesség megtartását. A talajba keverés valamilyen talajművelő géppel lehetséges, aminek hatékonysága érdekében a szalmát fel kell aprítani és megfelelő mértékben szét kell teríteni.
Szalma szecskázás
Szalma bedolgozás
A szalma viszont értékes ipari nyersanyag is, amely azonban csak akkor hasznosítható, ha összegyűjtjük és a felhasználási helyhez eljuttatjuk. Ennek technológiája mára kialakult, mivel a szalma bálázására és szállítására alkalmas gépek megszülettek.
Különböző méretű hengerbálák
Hasábbála készítés
Állattartási hasznosítás
Az elmúlt évszázad közepéig a szalmát elsősorban takarmányként és alomként hasznosították, így a termőföldek humuszreprodukciója az istállótrágyázáson keresztül biztosított volt. Hazánkban a csökkenő állatlétszám és az alom nélküli állattartás elterjedésével viszont a szalma nagy része közvetlenül a szántóföldön marad és az istállótrágya helyett biztosítja a szerves anyag reprodukcióját. A szalma felhasználható komposztkészítésnél, fontos szerepe van a tápanyagban gazdag baromfitrágya és a kövér hígtrágya kezelésénél is.
Az almozáshoz használt szalma célterületre juttatása bálabontó-kiosztó gépekkel történik.
Bálabontó-kiosztó gép
A szalma ipari felhasználása
Építőipar
A szalma felhasználása az építőiparban már évszázados hagyomány. Az egyik legrégebbi eljárás a szalma falba keverése, vagyis a vert falú házak kialakítása. A helyhez kötött technológiát később kiváltotta a vályogkészítés, amelynek a szalma szintén alapanyaga. Az ősi eljárások modern alkalmazásával a szalmabálából épített házaknál találkozhatunk.
Vertfal készítés
Vályog készítés
Az utóbbi években többféle szalmaház szerkezet is megvalósult. A legtöbb épület favázszerkezettel épült meg. De vannak utólagos hőszigetelések, és egy-két un. önhordó kis-bálás épület. A nagy-bálás, önhordó épületek ugyan egyelőre hiányoznak, de megvalósulásukra valószínűleg már nem kell sokat várni. A szalmaház előnyei a következők szerint foglalhatók össze: természetes anyagok, egészséges épületek, kiváló hőszigetelés, alacsony energia költségek, olcsón megvalósítható épületek, házilagosan kivitelezhető munkafázisok, házilagosan javítható szerkezetek. A szalmabála építészet terén a technikai és a jogszabályi környezet egyre rendezettebb, tehát legális keretek között lehet ma már szalmaházakat építeni, vagy ezzel oldani meg az utólagos szigetelést.
Házépítés szalma bálából
A szalmabála házak számának alakulása
Papírgyártás
A papír alapanyaga növényi rostokból készül, amelyeket általában fából nyerik, de ismert és az utóbbi időben, környezetvédelmi szempontok alapján terjed a búzaszalmából való papír előállítás. A rostokat kémiai folyamatok útján nyerik ki a szalmából, majd a kapott cellulózt fehérítésnek vetik alá. Ezt követi a töltő-, enyvező- és színezőanyagokkal történő keverés, majd a víztelenítés, szárítás, és végül a hengerelés (simítás) fejezi be a papír előállítás lépéseit. A búzaszalmából előállított termék ugyanolyan fényes, puha és erős lesz, mint a friss fapépből előállított papír.
A szalma – papírzsepkendő gyártás folyamatábrája
A szalma betáplálása
A búzaszalmából a cellulóz alapanyag elkészítése után fennmaradó melléktermék sokféleképpen újrahasznosítható. Például műtrágyaként a talaj termőképességének javítására, illetve a szintetikus termékekben, valamint az ipari és építkezési adalékanyagban előforduló kőolajszármazékok helyettesítésére.
Hőenergia előállítás
Az energia előállítás egyik nagyon értékes és könnyen kezelhető nyersanyaga a szalma (direkt tüzelés, etanol előállítás stb.) A szalma fűtőértéke 16 MJ/kg és ez megközelíti a fa fűtőértékét.
Becslések szerint a hatékonyan eltüzelhető szalma tömege éves szinten 6-9 millió tonna között mozog. A szállítási volumen és költségek miatt inkább a lokális, az ország területén földrajzilag jól terített, kisebb égető berendezések telepítésének van gazdasági, környezetvédelmi, fenntarthatósági indokoltsága.
Számos gazdasági és környezetvédelmi érv szól az energetikai célú alkalmazás mellett:
- az óriás tömegű biomassza természetes alapanyag, és jelentősen csökkentheti az ország energiafüggőségét,
- az értékesítés hozzájárulhat a szerény jövedelmű mezőgazdasági üzemek bevételeinek emeléséhez,
- nagyon fontos elem, hogy a gabonaszalmák kvázi CO2-semlegesek, így szinte nem járulnak hozzá a légkör CO2 tartalmának és az üvegházhatásnak a fokozásához,
- a megmaradó kis mennyiségű hamu önmagában jó minőségű talajerő visszapótló, és általában ez is a célszerű felhasználása (pl. hígtrágyába keverve).
A szalmatüzelés történhet a bálák-, ill. a szalmából készített tömörítvények (pellet, brikett) elégetésével egyaránt. A korszerű szalmatüzelésű kazánok már képesek a szabványos méretű kis és nagyméretű bálák fogadására egyaránt.
Az energetikai célú felhasználás terén a nemzetközi tapasztalatok és a hazai példák is a közvetlen, direkt elégetést bizonyítják hatékonyabbnak.
A közvetlen elégetésen belül pedig – ahol ezt a helyszín és a fogadó technológia engedi – az egész bálák használata ajánlott, és az esetek nagyobb hányadában ez is indokolt.
Szalmabála kazán
A szakaszos szalmabála tüzelésű kazánok piacát a nagyobb méretű szögletes vagy hengeres szalmabálához tervezett rendszerek uralják, bár léteznek még kisbálás kazánok is. A nagybálás kazánok kültériek, és a tűzteret a hőtároló víztérrel egybeépített egységként telepítik, ezzel csökkentve a tűzveszélyt.
Automata szalmabála tüzelésnél általában egy, legfeljebb 20 m hosszú bálaszállító szalagot raknak meg bálákkal; ezzel elérve, hogy a rendszert naponta csak egyszer kell feltölteni. A szalag lassan továbbítja a bálákat a bontó/daraboló egység irányába, ahonnan csiga vagy ventilátor továbbítja a szalmát a kazán felé.
A tüzeléscélú felhasználás másik módszere a pelletálás. Pelletnek nevezik a körcellás, görgős préseken készített 3 – 25 mm-es tömörítvényeket. A tüzelésre szánt nagyobb tömörségű 10-25 mm-es pellet a tüzipellet megnevezést kapta. A tüzelési célra alkalmas biopellet vagy tüzipellet legfőbb jellemzője a nagy sűrűség, tömörség (1-1,3 g/cm3). A pellet szilárdságát fűrészpor, fenyőfakéreg, viasz adalék hozzáadásával lehet javítani.
Szalma pellet készítés (stabil)
Szalma pellet készítés (mobil)
Szalma pellet és brikett
Biotechnológiai hasznosítás
Bioetanol
A mezőgazdasági, erdészeti és más melléktermékek cellulóztartalmának lebontására alapuló ún. második generációs bioüzemanyag előállítása nagyobb perspektívával kecsegtet. Itt legfeljebb más ipari célú (például papírgyártás) felhasználás jelent konkurenciát. A cellulóz olcsó átalakítása alkoholerjesztéshez szükséges glükózzá azonban még nem egészen megoldott, mert a legígéretesebbnek látszó enzimes technológia is drága. Viszont szinte naponta jelennek meg híradások arról, hogy ezt valahol a világban megoldották. A cellulóz alapú bioetanol előállításához az alapanyagok széles köre, mint például a kukoricaszár, a gabonaszalma, az erdészeti melléktermékek és a faipari hulladékok használhatók fel. A lignocellulóz alapú (beleértve a szalmát is) biohajtóanyag technológia kifejlesztésével számos cég foglalkozik: Albengoa (Spanyolország és USA) , Iogen (Kanada), Don Energy/Inbicon (Dánia), M&G/Chemtex (Olaszország). A második generációs, lignocellulóz alapú bioetanol gyártás azonban költségesebb és bonyolultabb, mint az első generációs bioetanolé, ezért egyelőre fejlesztési kísérletek, pilot projektek készültek.
Az elmúlt napokban adták át a világ egyik első, egyben legnagyobb második generációs etanol finomítóját a dániai Kalundborgban, ahol a gyár szalmából állítja elő az E85-öshöz szükséges alkoholt. „Éveket vett igénybe a tesztelés, tökéletesítés és a biomassza átalakítás folyamatának szabványosítása, hogy végre elérkezzünk a jelenlegi fázishoz, a nagy kapacitású kereskedelmi előállításhoz” – mondta Michael Persson, az Inbicon elnökhelyettese.
A felhasznált nyersanyagok: évi 30 000 tonna szalma és Danisco Genecor és Novozymes enzimek. Tervezett éves termelés: 5,4 millió liter bioetanol, 13 000 tonna lignin granulátum (fűtésre használható pellet), 11 100 tonna melasz.
A gyártás során keletkezett melléktermék teljes mértékben felhasználható, a pelletet fűtésre, a melaszt állati takarmányként hasznosítják. A gyártási folyamathoz szükséges hőenergia egy részét is a gyár melléktermékéből állítják elő.
Szalma, mint 2. generációs bioetanol alapanyag
Biogáz
A jelentős gabonatermesztéssel rendelkező Dániában versenyhelyzet alakult ki a szalmahasznosítás hőtermelési és a brikettalapú biogáz előállítási programok között. “Straw Logistics for Bioethanol and Biogas“ mobil brikettáló projekt (Agrobusiness Park). Napjainkban szalmabrikett alapú biogáz eljárást fejlesztenek, ahol a brikettet a trágya alapú biogáz üzemben használják fel. Egy tonna szalmából 400 m3 biogáz (250 m3 metán) nyerhető. A bála, ill. brikett készítés és felhasználás változó attól függően, hogy helyben közvetlenül betakarítás után, vagy brikett üzemben készítik. Ennek komoly kihatása van a logisztikai költségekre, mert nem mindegy hogy bálát vagy brikettet kell szállítani. A biogáz készítéshez viszont brikett állapotú szalma szükséges, ezért a következő lépcső egy mobil brikettáló berendezés (bálabontó 1 t/h, konvejor, tároló, brikettáló) kifejlesztése.
A biometán készítés folyamatábrája
Szalma betáplálás
A szalma humán felhasználása (kulturális, hobbi)
A szalma humán célú felhasználásának igen gazdag hagyományai vannak. A szalmazsák, a szalmakalap közismert, hasonlóan a díszítésre használt szalmafonatok készítéséhez. A szalma bálázásának elterjedésével egyidőben megjelentek a szalmabálából épített alkotások. Ezek főleg Európában váltak divattá, de hazánkban is megtalálhatók a mozgalom követői.
Szalmakalap, szalmabála és zene (blues)
Arató koszorú
Bálafogat
Magyarországon néhány éve, aratás után bukkantak fel az első szalmaszobrok. A hasáb- vagy hengerbálákból összerakott „művek” állatokat, rajzfilmfigurákat vagy kitalált alakokat ábrázoltak, attól függően, hogy a ráérő „művészt” éppen mire ihlették a szögletes és kerek formák. A szalmabálákat a művészek is felfedezték maguknak, hiszen izgalmas formájú, könnyen alakítható alapanyagokról van szó. Az amerikai Tom Otterness néhány éve óriási szalmaszobrokból rendezett kiállítást Texasban.
Otterness szoborparkja
A Távol-Keleten, főleg Japánban viszont egy másik kultúra a szalma szobrászat hódít. A főleg állatszobrokat megjelenítő mozgalom megtalálható a falusi lakosság körében, de az utóbbi időkben a főiskolai, egyetemi hallgatók körében is népszerűvé vált e különleges hobbi.
Japánban az ősz a betakarítás időszaka, amikor a farmerek külön hangsúlyt fektetnek a rizsszalma („wara”) hasznosítására. A hagyományos felhasználás (talajba keverés, tetőfedés, állattartás, cipő- és táskakészítés) mellett 2008 óta egy különleges alkalmazás jelent meg, az évente megrendezésre kerülő “Wara Art Festival” keretében. Kagawa és Niigata prefektúra területén találhatóak a leghíresebb “szalma művészeti fesztiválok”, ahol szalmából készült hatalmas állatszobrokkal, hajókkal, tankokkal és mamutokkal is találkozhatunk. A Musashino Art University (Tokyo) hallgatói a helyi lakosokkal együttműködve készítik a különleges alkotásokat. A szalmát ötven centiméter hosszúságú kötegekbe gyűjtik, majd a fából elkészített keretekre helyezik, így hozva létre az előre megtervezett „lényeket”.
Fesztivál tabló favázzal
Szalma előkészítő lakosok
Szalma előkészítő egyetemisták
Szalma kaméleon
Szalma oroszlán
Szalma elefánt
Szalma gorilla és az alkotók
Szalma orrszarvú
Szalma krokodil
Szalma majom
A szalma szobor készítés és fesztivál szervezés japán mozgalma átterjedt más távol-keleti országra is.
Akira Moriya a szalma szobrászat leghíresebb művésze Ausztráliába is bemutatta a szobor készítés tudományát, amelyet követően York városában 2018-ban megrendezték az első fesztivált.
Szalma teknősbéka Ausztráliában
A szalmaszobor készítésből Kína sem maradhat ki. Heilongjiang tartományban két óriás sárkányt (6,6 m magas, 18,8 m hosszú) építettek, amelyek a jó szerencsét és egészséget szimbolizálják.
Szalma sárkány Kínában
Thaiföldön 2019-ben kezdődött a mozgalom (korat straw puppet festival, rajamangala university of technology, isan). A fesztivál keretében az egyetemi hallgatók a helyi lakosokkal együttműködve sajátítják el a modern szobrászat e speciális formáját. Beszámolók szerint tavaly szeptemberi megnyitás óta több mint tízezer látogatója volt a kiállításnak.
Szalma hernyó Thaiföldön
Forrás: https://www.bloglovin.com/blogs/my-modern-met-1170172/japans-10th-annual-wara-art-festival-presents-5906757255; https://yorkfestival.com.au/news/wara-art-descends-on-york/; https://twistedsifter.com/2017/10/wara-art-festival-japan highlights/; http://www.besustainablemagazine.com/cms2/baling-or-briquetting-straw-for-bioethanol-and-biogas-production/; Robert R. Bakker: Rice Straw and Wheat Straw – Potential feedstocks for the Biobased Economy, 2013. Wageningen UR, Food & Biobased Research
