Nepotravinářské využití rostlinné produkce

Nepotravinářské využití rostlinné produkce

10. NEPOTRAVINÁŘSKÉ VYUŽITÍ ROSTLINNÉ PRODUKCE
10.1. Nepotravinářské využití škrobu
10.2. Nepotravinářské využití oleje
10.3. Nepotravinářské využití vlákna
10.4. Nepotravinářské využití barviv
10.5. Nepotravinářské využití fytomasy
Přechod k udržitelným způsobům hospodaření je podmíněn mj. rozsáhlým a efektivním
využíváním obnovitelných zdrojů. Jedním ze stěžejních obnovitelných zdrojů surovin a
energie v našich podmínkách je fytomasa rostlin produkovaná na zemědělské a lesní půdě.
Zemědělská půda pokrývá 54,3 % rozlohy ČR (EU 41,3 %) přičemž procento zornění je
jedno z nejvyšších v Evropě (73,8 ČR oproti 53,5 % v EU). Značná část zemědělské půdy
(přes 45 %) se nachází v horských a podhorských oblastech s nepříznivými půdními a
klimatickými podmínkami a tudíž nízkou ekonomickou efektivností intenzivní zemědělské
výroby zaměřené dosud na tradiční potravinářské komodity jejichž uplatnění na trhu
i konkurenceschopnost trvale klesají. V České republice je v současnosti asi 500 000 ha
nevyužívané zemědělské půdy.
V rámci restrukturalizace zemědělství se předpokládá další redukce potravinářské
produkce na úroveň dostatečné soběstačnosti. Potenciál orné půdy, který je k dispozici pro
rozvoj nepotravinářské produkce není zdaleka využit a také technické způsoby využívání
fytomasy, legislativa i systém podpory jsou zcela nedostatečné. Lze předpokládat, že
v Evropě vzroste během 20 - 30 let podíl ploch zemědělské půdy určené pro pěstování
fytomasy k nepotravinářskému využití až na 35 %, což obnáší v ČR plochu asi 1,5 mil. Ha.
Nepotravinářské využití fytomasy dává nový prostor pro rozvoj zemědělství, účelné využívání
krajiny, pro uplatnění pracovních sil a zlepšení efektivnosti hospodaření zemědělských
podniků, ale také pro rozšíření domácích zpracovatelských kapacit využívajících domácích
zdrojů. Nové biotechnologie umožní produkci nejen s vyšší přidanou hodnotou a efektivní
zúročení materiálových a racionálních vkladů, ale i zkvalitnění života vnesením nových
vlastností materiálů vyráběných z fytomasy jako je recyklovatelnost,
biodegradabilita,
zdravotní nezávadnost či možnost následného energetického využití a tím snížení zátěže
životního prostředí.
1
Mezi stěžejní průmyslově využitelné suroviny tradičně získávané z rostlinné fytomasy
kulturních plodin patří sacharidy, převážně škrob, vláknina, dále oleje , barviva, farmaka,
vlákno…
10.1. Nepotravinářské využití škrobu
Škrob je zásobní polysacharid, vytvářený fotosyntézou v rostlinách. Ukládá se
zejména v semenech, hlízách a oddencích. Škrob je složen z 15 - 25% amylózy a 75 - 85%
amylopektinu a malého množství esterově vázané kyseliny trihydrogenfosforečné a lipidů.
Poměr amylózy a amylopektinu ve škrobu závisí na rostlinném původu, většina škrobu
obsahuje podstatně více amylopektinu než amylózy.
Škrob se vyskytuje u většiny rostlin, ale jen z malého počtu druhů se dá prakticky
získat. V České republice se získává škrob převážně z brambor a pšenice. Ve světě je to škrob
kukuřičný, maniokový, ječný a další druhy.
Tab. 1: Obsah škrobu v rostlinách
Ukazatel
Druh
Kukuřice
Pšenice
Brambory
Dřeňový hrách
Obsah škrobu (%)
75 - 86
62 – 70
17
12 - 31
Velikost zrn (μm)
3 – 26
2 – 45
6 – 140
3 – 33
Průměr zrn (μm)
15
12
33
Obsah amylózy (%) 21
24
22
až 84
Produkce škrobu ve světě a v EU
Ve světě převažuje produkce kukuřičného škrobu (83 %). Hlavním producentem jsou
USA s roční produkcí 25 mil. tun kukuřičného škrobu. Pšeničný a bramborový škrob
zaujímají shodně 6 %. Tyto škroby produkují především země EU (1,8 mil. t bramborového a
2,8 mil. t. pšeničného) a ostatní země. Tapiokové a další škroby se vyrábějí především
v zemích, jako je Nigérie, Brazílie, Zair a Thajsko.
2
Tab. 2: Objem výroby škrobu dle surovin ve světě (mil. t)
Kukuřice
Brambory
Pšenice
Ostatní
Celkem
EU
3,9
1,8
2,8
0,0
8,4
USA
24,6
0,0
0,3
0,0
24,9
Ostatní země
10,9
0,8
1,1
2,5
15,2
Svět
39,4
2,6
4,1
2,5
48,5
Pramen: EU Commission, United States Department of Agriculture, LMC International
V posledních letech se v Evropě ustálil poměr spotřeby škrobů na 50 % kukuřičného,
25 % pšeničného a 25 % bramborového. V severnějších zemích včetně ČR ale pochopitelně
výrazně klesá podíl spotřeby kukuřičného škrobu a převládá zde spotřeba bramborových
a obilních. V ČR se kukuřičný ani jiný škrob zatím nevyrábí.
V zemích EU je výroba bramborového škrobu kvótována. ČR byla v hospodářském
roce
2005/2006 stejně jako v roce předchozím přidělena národní kvóta v celkové výši
33 660 t bramborového škrobu (požadavek 51 tis. t). Pšeničný škrob kvótován není.
Tab. 3: Kvóty ve „starých“ členských zemích EU pro výrobu bramborového škrobu na
hospodářské roky 2005/2006 a 2006/2007
Členská země
Kvóta
Členská země
Kvóta
Německo
656 298
Švédsko
62 066
Nizozemí
507 403
Finsko
53 178
Francie
265 354
Rakousko
47 691
Dánsko
168 215
Španělsko
1 943
Celkem
1 762 148
Pramen: NR (ES) č. 941/2005
3
Tab. 4: Kvóty v „nových“ členských zemích EU pro výrobu bramborového škrobu na
hospodářské roky 2005/2006 a 2006/2007
Členská země
Kvóta
Členská země
Kvóta
Polsko
144 985
Lotyšsko
1 211
Česká republika
33 660
Slovensko
729
Litva
5 778
Estonsko
250
Celkem
188 613
Celkem EU 25
1 950 761
Pramen: NR (ES) č. 941/2005
V České republice se již tradičně vyrábí škrob bramborový (cca 70 %) a škrob
pšeničný (cca 30 %) o celkovém objemu 40 – 50 tis. t za rok. Celková zpracovatelská
kapacita škrobárenských závodů ČR pro výrobu bramborového škrobu je přibližně o 50 %
vyšší než stanovená národní kvóta.
Ostatní škroby u nás sice nejsou produkovány, v současnosti ale probíhá šlechtění
amylózního hrachu jako perspektivní plodiny pro získávání škrobu. Chemická skladba
dřeňového hrachu (vysoký podíl amylózy k amylopektinu ve škrobu) a jeho další úprava
šlechtěním vytvářejí z vybraných odrůd vhodnou surovinu pro výrobu škrobu, využitelného
k výrobě ekologicky rozložitelných obalů.
Tab. 5 : Produkce škrobu v ČR
Škrob
Rok
Bramborový
Produkce (tis. t)
Pšeničný
Produkce
(%)
Produkce (tis. t)
Produkce
Celkem (tis.t)
(%)
2001 29,6
71,2
12,0
28,8
41,6
2002 36,0
72,7
13,5
27,3
49,5
2003 22,9
56,1
17,9
43,9
40,8
2004 33,6
64,4
18,6
35,6
52,2
2005* 33,6
-
-
-
-
Zdroj: Český škrobárenský svaz
*
údaje nejsou k dispozici
4
%
Graf 1: Podíl plodin na produkci škrobu v ČR
80
60
40
20
0
Bramborový škrob
Pšeničný škrob
2001
2002
2003
2004
Rok
Zpracování a průmyslové využití škrobu
V současné době vyrábí škrob v ČR celkem šest společností (4 firmy bramborový a
2 pšeničný). Největším zpracovatelským závodem s celkovou výrobní kapacitou 30 tis. t
bramborového škrobu, je Lyckeby Amylex, a. s. Horažďovice (má přidělenou nejvyšší kvótou
17 887 t škrobu) a podílí se tak 53,1 % na celkové národní kvótě škrobu. Druhý největší
závod jsou Škrobárny Pelhřimov, a. s. s poloviční výrobní kapacitou. Jak je patrno z mapy,
všechny
zpracovatelské
závody
jsou
situovány
v kraji
Vysočina,
Jihočeském
a
Moravskoslezském kraji, tedy v oblastech s dlouhou tradicí pěstování brambor.
Škrob jako výchozí surovina je v ČR základnou rozsáhlé průmyslové výroby, kde se
využije téměř 40 % z jeho celkové produkce. Škrobárenský průmysl produkuje buď „nativní
škroby“ (vyrobené bez úprav fyzikálně-chemických vlastností), nebo výrobky ze škrobu, tedy
„deriváty škrobu“ (s úpravami fyzikálně-chemických vlastností). Již v současnosti se využívá
škrob například na výrobu obalového papíru a lepenky, lepidel, sádrokartonových desek, je
součástí doplňků výživy atd.
5
Tab. 6 : Průmyslové výrobky ze škrobu
Přírodní škrob
Modifikovaný škrob
Papírenský průmysl
Farmaceutický průmysl
aobalový papír a lepenka
avitamín C, antibiotika (např. penicilin), sorbit
Textilní průmysl
atekutý škrob ke škrobení prádla
akoncentrované prostředky na výrobu aviváží
Chemický průmysl
aplasty, polyuretany, polyethery, změkčovadla, tenzidy
apolyfenolické pryskyřice, organické kyseliny,
emulgátory
Výroba lepidel
Doplňky výživy
avazná látka pro lepidla
amaltodextriny pro výrobu tekuté a sportovní výživy
aškrobová lepidla pro denní použití
a nápoje
alepidla pro papírenský a polygrafický průmysl
avýživové doplňky (acetylovaný škrob E 1420)
Stavebnictví
asádrokartonové desky
aomítky
Ostatní
azubní pasty, pudry, suché šampony
afolie, plastické hmoty
apomocné látky ve slévárenství, těžbě ropy,
sklářství, při výrobě keramiky
Ostatní
aškrob jako součást flokulantu při čištění vod
aminerálně vláknité desky
apryžové výrobky
aobaly
amalířský klíh
arozpustný škrob, dextriny a nosiče účinných látek
Díky obnovitelnému charakteru suroviny může škrob najít své použití i v řadě dalších
výrobků. Při jeho zvýšeném využívání především v obalových technologiích by mohli
spotřebitelé nalézt odpovídající alternativu současným plastovým obalům, jejichž následná
likvidace po použití není snadná, a plasty pak neúměrně zatěžují životní prostředí kvůli své
dlouhé době rozkladu.
Jedním z velmi perspektivních výrobků je právě plast, který se uplatní jako
kompostovatelný obalový materiál , nákupní tašky, sáčky na psí exkrementy atd.). Po svém
použití se rozloží na skládce nebo kompostu. Také se ověřují možnosti výroby biologicky
odbouratelných mulčovacích fólií z kukuřičného škrobu. Takové plasty po upotřebení
nezatěžují přírodu, ale vracejí se do koloběhu živin v půdě.
Z přírodního škrobu v práškové formě je možno vyrábět lisováním obaly na potraviny
(pohárky, tácky atd). Dokonce se ověřují možnosti náhrady tzv. „PET lahví“ škrobovým
ekvivalentem.
6
Škrob se může uplatnit také jako kopolymer (makromolekulární látka připravená
kopolymerací) přidávaný do termoplastů (plastická hmota, která účinkem tepla přechází
znovu do plastického stavu a ochlazením tuhne). Některé směsi ze škrobu a kopolymerů jsou
již uváděny na trh. Známý je škrobový kopolymerát polyakrylonitril. Tento výrobek může
přijmout vodu až do 100 násobku své hmotnosti. Vyrábějí se z něho proto kontejnery na
pěstování sazenic, kromě toho se tento produkt osvědčuje i v semenářství. Jeho použití
k obalování osiv pomáhá ve fázi klíčení udržet vodní režim osiva a doplňovat potřebné živiny
v případě, že je obohacen o hnojiva a ochranné prostředky.
Je-li při výrobě použit škrob o obsahu vody kolem 10 %, tak po jejím následném
odpaření vzniknou dutiny. Tyto zkušenosti se využívají pří výrobě škrobových pěn, které mají
podobné vlastnosti jako polystyren. Mohou být proto využity v obalových technologiích nebo
jako tepelná izolace. Jsou samozřejmě po čase vodorozpustné a zcela biologicky
odbouratelné.
V roce 2005 se výměra průmyslových brambor pohybovala na úrovni 5 tis. ha
s průměrným výnosem bezmála 30 t.ha-1 o průměrné škrobnatosti necelých 20 %. Celkový
objem vyprodukovaného škrobu odpovídá výši přidělené kvóty. Škrobárenské brambory se
pěstují hlavně v kraji Vysočina a okrajových oblastech Středočeského a Jihočeského kraje.
Největší podíl na jejich výměře má kraj Vysočina (3 047 ha).
Tab. 7 : Vývoj v pěstování a nákupu surovin pro výrobu bramborového škrobu v ČR
Plocha
Průměrný Průměrná
Průměrný Průměrná Objem
Rok
průmyslových výnos
škrobnatost výnos
cena
vyrobeného
sklizně
brambor (ha)
(%)
škrobu
brambor
škrobu (t)
(t/ha)
(Kč/t)
(t/ha)
2001
5 232
30,08
17,6
5,3
2 030
29 600
2002
5 007
35,00
17,6
6,2
1 970
35 970
2003
4 500
22,30
19,4
4,4
2 184
22 899
2004
5 173
28,65
20,1
6,5
2 040
33 644
2005*
5 143
29,61
18,8
6,5
1 977
33 660
Pramen: Český škrobárenský svaz
Pozn.: * kontrakty
7
V roce 2004 se výměra pšenice zpracované na produkci škrobu pohybovala na úrovni
12 tis. ha, což potvrzuje trend mírného nárůstu celkového objemu vyrobeného škrobu, který
dosáhl 18 600 t. Průměrné výnosy pšenice se pohybovaly na úrovni 4 t.ha-1 a výnos škrobu
tak dosáhl 1,5 t.ha-1 (1 t škrobu x koeficient 2,7 = množství pšenice na 1 t škrobu). Průměrná
cena potravinářské pšenice, která se zpravidla používá pro zpracování na škrob, byla v roce
2004 3 738 Kč.t-1.
Tab. 8: Vývoj pěstování a nákupu surovin pro výrobu pšeničného škrobu v ČR
Oseté plochy Průměrný Spotřeba
Rok
sklizně
Průměrný Průměrná Objem
(pšenice
výnos
pšenice na výnos
cena
vyrobeného
spotřebovaná
(t/ha)
výrobu
škrobu
pšenice
škrobu (t)
škrobu (t)
(t/ha)
(Kč/t)1)
pro
výrobu
škrobu) (ha)
2001
7 696
4,21
32 400
1,6
3 878
12 000
2002
7 515
4,85
36 450
1,8
3 362
13 500
2003
10 599
4.56
48 330
1,7
3 427
17 900
2004
12 339
4,07
50 220
1,5
3 738
18 600
2005*
5,84
Pramen: Český škrobárenský svaz, ČSÚ, MZe ČR
Pozn.: 1) Roční průměry cen zemědělských výrobců v Kč.t-1 (bez DPH)
10.2. Nepotravinářské využití oleje
Na světě existuje velký počet rostlinných druhů, které produkují rostlinné oleje.
Tyto druhy se odlišují různou produkcí oleje, mají rozdílnou skladbu mastných kyselin
a odlišnou vhodnost pěstování v různých půdně-klimatických podmínkách. V České republice
se jako hlavní olejniny pěstují řepka olejka (Brasicca nappus var napobrassicaL.), slunečnice
(Heliantus annuus L.), len (Linnum ussitatissimum L.), hořčice (Sinapis ssp.), mák setý
(Papaver somniferum L.) a sója (Glycine maxL.). Mezi potencionálně použitelné alternativní
olejniny v podmínkách České republiky patří: lnička setá (Camelina sativa L.), lallemancie –
8
olejnička (Lallemantia iberica Fisch. at M.), světlice barvířská (Carthamus tinctorius L.),
konopí seté (Cannabis sativa L.), katrán (Crambe abyssinica L.), roketa setá (Eruca sativa
Mill), koriandr setý (Coriandrum sativum L.), apod. Díky obsahu specifických látek a složení
mastných kyselin je možné jejich průmyslové zpracování. Rostlinné oleje mají různou
strukturu a stavbu molekuly. Dlouhé nepřerušované molekuly mastných kyselin nabízejí svou
délkou a substituenty velký počet možných chemických přeměn a mohou sloužit jako
suroviny pro velký počet výrobků.
Tab. 9: Charakteristika vybraných alternativních olejnin Baranyk a kol. (1998)
druh
olejnatost
převažující mastné kyseliny
výnos semene
Lnička setá
28-38
linolenová, olejová, linolová
2-3
Lallemancie - olejnička
23-37
linolenová, linolová, olejová
0,8-1,6
Světlice barvířská
20-55
linolová, olejová
2-3
Konopí seté
25-50
linolové, linolenová
0,6-1,2
Katrán
23-50
eruková, linolová, olejová
1,5-2
Roketa setá
29,1
eruková
0,5-0,7
Koriandr setý
18-22
olejová, linolová
1
Tab. 10: Sklizňové plochy, hektarové výnosy a produkce ostatních olejnin v ČR
Sklizňová plocha
Výnos
Produkce celkem
(ha)
(t/ha)
(t)
2001/02
1 649
0,84
1 379
2002/03
2 990
1,02
3 036
2003/04
3 514
1,37
4 821
2004/05
4 409
1,06
4 683
2005/06
2 1641)
-
-
Marketingový rok
Pramen: ČSÚ; Pozn.: 1) osevní plochaNepotravinářské využití olejnin
9
Rostlinné oleje jsou v současnosti využívány především pro výrobu kapalných paliv
(bionafta), ale nachází uplatnění i při výrobě mnoha produktů (glycerolu, vyšších mastných
kyselin, jejich solí, esterů atp.), které se používají k výrobě plastických hmot, laků,
detergentů, umělých vláken, mazacích prostředků, aditiv atp. V následující tabulce je uvedeno
průmyslové využití vybraných druhů rostlinných olejů.
Tab. 11: Nepotravinářské využití olejnin
Druh oleje
Výrobky
řepkový
MEŘO (metylester řepkového oleje – bionafta), mazadla, tenzidy, barvy,
laky, PE aditiva
slunečnicový
barvy, laky (málo významné)
hořčičný
mýdla, léčiva, textilní průmysl
makový
vysoce jakostní barvy, fermeže, farmaceutický průmysl
lněný
laky, barvy, fermeže, linolea, tiskařské barvy, změkčovadla, PVC
stabilizátory
sojový
laky, barvy, mýdla, mazadla, změkčovadla, stabilizátory PVC, fermeže
lničkový
komponent při výrobě barev, laků, fermeží
lalemanciový
komponent při výrobě fermeží a laků
světlicový
rychleschnoucí technické oleje, laky, barvy, pryskyřice
konopný
léčiva
katránový
mazadla, oleochemie
roketový
komponent při výrobě pracích a čistících prostředků, mazadel, mýdel,
tiskařských barev a aditiv do plastů
koriandrový
laky, barvy, pryskyřice
Rostlinné oleje jsou biologicky odbouratelné, což je dáno jejich chemickou stavbou.
Bakterie je snadno rozkládají až na oxid uhličitý a vodu. Biologická odbouratelnost
rostlinných olejů je do 21 dnů stoprocentní. Nejčastěji se vyrábějí následující typy olejů:
separační, emulzní, na ztrátové mazání, hydraulické, řezné a plastická maziva.
10
Pěstování olejnin v zemích světa a EU
V roce 2005 zaznamenala světová produkce olejnin absolutní rekord (bezmála 200
mil. ha). Největší zvýšení produkce řepky zaznamenala Kanada o 1,93 mil. t (zvýšení plochy
o 6,8 % a výnosu a 16 %). V EU došlo oproti roku 2004 k poklesu výnosu o 0,15 t/ha, ale
nárůstu plochy o 4,5 %. I tak je dosažený výnos 3,26 t/ha vysoko nad světovým výnosovým
průměrem (1,74 t/ha). Produkce v EU byla 15,32 mil. tun. Největšími pěstiteli řepky jsou
Německo, Francie, Velká Británie a Polsko.
Světová plocha sóji vzrostla o 2,9 %. Nejvyššího výnosu bylo dosaženo u největších
producentů této olejniny v USA (2,87), Argentině (2,68) a v Brazílii (2,63). V EU je
vyprodukováno pouze 0,7 mil. t ročně. Největšími pěstiteli jsou Itálie, Francie, Maďarsko a
Rakousko.
Rekordní nárůst sklizňové plochy na 22,7 mil. ha a nejvyšší produkci zaznamenala
také slunečnice u níž došlo ke zvýšení výnosu na 1,29 t/ha. Největšími producenty jsou Rusko
a Ukrajina, dále Argentina a EU. Největšími evropskými pěstiteli jsou Francie, Maďarsko a
Španělsko.
Tab. 12: Produkce olejnin ve světě a v EU
Produkce (mil.t)
Plocha (mil. ha)
2005/061)
2004/05
2003/04
2005/061)
2004/05
2003/04
Olejniny celkem
389,0
380,5
334,9
198,7
197,8
190,5
Sója celkem
218,1
215,6
185,1
91,6
92,5
88,4
USA
84,0
85,0
66,8
28,9
29,9
29,3
Argentina
40,5
39,0
33,0
15,2
14,4
14,0
Brazílie
58,5
53,0
51,0
21,5
22,8
21,5
Čína
17,0
17,4
15,4
9,6
9,6
9,3
Indie
6,0
5,5
6,8
7,6
7,2
6,5
EU
0,8
0,8
0,7
-
-
-
48,1
46,0
39,0
26,8
26,3
25,3
Kanada
9,7
7,7
6,8
5,2
4,9
4,7
Austrálie
1,4
1,5
1,6
0,9
1,1
1,0
Čína
11,4
13,2
11,4
7,3
7,3
7,2
Indie
6,6
6,2
6,2
6,8
6,8
6,2
Řepka celkem
11
EU
15,7
15,5
11,1
4,7
4,5
4,1
29,4
26,4
27,0
23,3
21,4
22,7
Argentina
3,8
3,6
3,2
2,2
1,9
1,8
Rusko
5,8
4,7
4,5
5,1
4,7
5,1
Ukrajina
4,8
3,1
4,5
3,8
3,5
4,1
Rumunsko
1,1
1,2
1,2
1,0
1,1
1,0
Bulharsko
0,8
0,7
0,6
0,5
0,5
0,6
EU
4,3
3,7
3,6
2,1
2,2
2,3
Slunečnice celkem
Pramen: Toepfer International; Pozn.:
1)
odhad
Pěstování olejnin v ČR
Osevní plocha olejnin v roce 2005/06 se zvýšila ze 399 531 ha v roce 2004/05 na 437
940 ha tj. o 38 409 ha. Olejniny celkem zaujímaly 16,9 % orné půdy. Celková sklizeň olejnin
v roce 2004/05 dosáhla 958 742 t při průměrném hektarovém výnosu 2,39 t. Uvedená
produkce představuje navýšení oproti předchozímu hospodářskému roku o 357 494 t.
Tab. 13: Sklizňové plochy, hektarové výnosy a celková sklizeň olejnin v ČR
Sklizňová plocha
Výnos
Produkce celkem
(ha)
(t/ha)
(t)
2001/02
432 302
2,49
1 078 750
2002/03
407 745
2,01
823 401
2003/04
421 303
1,43
601 248
2004/05
399 526
2,39
958 742
2005/06
437 9401)
-
-
Marketingový rok
Pramen: ČSÚ; Pozn.:
1)
osevní plocha
12
10.3. Nepotravinářské využití vlákna
Přírodní vlákna
Rostlinná vlákna jsou cennou obnovitelnou surovinou, v minulosti hojně využívanou
k výrobě textilu. V naší oblasti se tradičně pěstoval a stále na omezených plochách pěstuje
len přadný a nově se prosazuje konopí seté. Jako zajímavá rostlina se jeví také kopřiva
dvoudomá, v jejímž stonku se nacházejí až 1 m dlouhá technická vlákna, která jsou po
zpracování velmi jemná, krémově bílá až šedá a dobře se barví přírodními barvivy.
Výroba přadných vláken ve světě
Na odhadované celkové světové produkci rostlinných vláken se bavlna podílí zhruba
74 %, juta 14 %, 3 % len a konopí, 6 % vlna a 4 % ostatní (kokosová vlákna, ramie, sisál).
Podle odhadu FAO dosahuje plocha lnu přadného ve světě přibližně 465 tis. ha
(z toho v zemích EU 157,5 tis. ha v roce 2005). Celková světová produkce lněného vlákna
se odhaduje na 600 tis. tun. V celosvětovém měřítku jsou tedy největšími producenty lněného
vlákna Francie, Belgie a Nizozemsko (v roce 2003 60,3 % podíl na osevních plochách) a dále
Čína, Rusko, Bělorusko a Ukrajina. Významným pěstitelem lnu je také Egypt a řada asijských
zemí.
Konopí seté zaznamenává v posledních několika letech renesanci svého pěstování.
Jako perspektivní obnovitelná surovina poskytuje v různých odrůdách vlákennou surovinu
pro široký sortiment textilních a netextilních výrobků (uvádí se až 2000 možných produktů).
Osevní plochy konopí v poslední době ve světě narostly na 80 tis. ha. Mezi významné
pěstitele patří Chile, Čína a Severní Korea.
Produkce lnu přadného a konopí v zemích EU
V souhrnu za všechny země EU byl trend osevních ploch lnu přadného v posledních
letech sestupný (bez ploch určených pro papírenský průmysl). Zatímco v roce 1999 bylo oseto
více než 210 tis. ha, poklesly osevní plochy v roce 2000 na 102 tis. ha a v roce 2002
to bylo pouze 89 tis. ha. Od roku 2003 je pak patrný nárůst osevních ploch až na 157,5 tis. ha
v roce 2005. K tradičním pěstitelům, jako je Francie, Belgie a Nizozemí, přibyly nové členské
země (ČR, Slovensko, Polsko). Nově se také začíná pěstovat len ve Švédsku (Eurostat uvádí
osevní plochu lnu v této zemi 16 tis. ha pro rok 2005).
13
Tab. 14: Osevní plochy přadného lnu v zemích EU (tis. ha)
Rok
Země
2001
2002
2003
2004
2005
Francie
67
67
74
76,5
*
Belgie
17
15
19
20
16,5
Nizozemí
4,5
4
4,5
4,5
3,7
Ostatní země EU
6
3
0,5
21
*
Nové členské země EU
-
-
-
19
10,3
EU celkem
94,5
89
98
141
157,51)
Zdroj: DG VI – C4 Evropská komise, Statistiky belgického ministerstva pro střední stav
a zemědělství,
Vlas Berichten č . 8/2002, č. 12, 22/2003, č. 22/04, Eurostat,
Pozn.:*údaje nejsou k dispozici, 1)odhad
Výměra osevních ploch konopí setého v roce 2003 činila 18 tis. ha. Odborný odhad
produkce konopných vláken v EU se tak pohybuje mezi 20 - 25 tis. t ročně. Průměrný
hektarový výnos konopného stonku v zemích EU dosahuje 6,2 t. Konopné vlákno ze stonků,
vypěstovaných v zemích EU, slouží výhradně k technickým účelům. Pro oděvní průmysl
a výrobu textilu do interiérů se využívá konopné vlákno, příze nebo tkanina, dovážené
z východní Evropy a z Číny.
14
Tab. 15: Vývoj osevních ploch konopí setého v zemích EU (tis. ha)
Rok
Země
2001
2002
2003
2004
2005
Francie
6,9
7,7
9,5
8,4
*
Nizozemí
0,9
2,1
1,5
0
*
Německo
1,9
2,0
2,6
1,7
*
Rakousko
0,9
0,3
0,4
0,4
*
Španělsko
0,7
0,7
0,7
0,7
*
Velká Británie
2,6
1,4
2,4
2,0
*
Ostatní země EU
0,2
0,4
0,9
1,0
*
Nové členské země EU
-
-
-
1,01)
*
EU celkem
14,1
14,6
18,0
14,2
16,0-18,01)
Zdroj: Statistika EU - Euroflax č . 1/02, FAO No. 2/2001
Pozn.: * údaje nejsou k dispozici, 1)odhad
Výše národních kvót pro jednotlivé členské státy EU činí 85,8 tis. t pro dlouhé lněné
vlákno a 146,3 tis. t pro krátké lněné vlákno a konopí. Od výše této kvóty se pak odvozuje
výměra osevních ploch v EU.
Produkce lnu přadného a konopí v ČR
Pěstování
lnu
má
v
ČR
dlouholetou
tradici,
především
v
podhorských
a bramborářských výrobních oblastech, kde může představovat významnou tržní příležitost.
Do roku 1990 se průměrná osevní plocha přadného lnu pohybovala nad úrovní 20 tis. ha,
od roku 1991 plochy postupně klesaly až na cca 2 tis. ha v roce 1997. Oživení zájmu pěstitelů
o tuto plodinu nastalo až po zavedení dotačního titulu na podporu pěstování přadného lnu.
Od roku 1998 osevní plocha narůstala a v roce 2003 činila 6 tis. ha. V roce 2004 byl
zaznamenán pokles na 5,5 tis. ha přadného lnu a v roce následujícím se osevní plochy
přadného lnu dále snížily na 4,7 tis. ha.
Národní kvóta pro dlouhé lněné vlákno činí 1,9 tis. t a pro krátké lněné vlákno a
konopí 2,9 tis. t. Jak je patrné z následující tabulky, přidělená kvóta je plněna na 100%.
15
Neodpovídá však místní poptávce a velké množství dlouhého vlákna (např. 60 % v roce 2004)
se musí dovážet.
Tab. 16: Vývoj osevních ploch lnu a objem výroby lněných vláken v ČR
Rok
Ukazatel
2001
2002
2003
2004
2005
skutečná
7,1
5,9
6,0
5,5
4,7
potřebná
25,0
15,3
14,2
9,1
9,4
Výnos rosených stonků (t/ha)
2,7
2,73
2,32
3,6
2,99
Lněná vlákna celkem (tis. t)
4,7
5,3
4,7
4,6
*
skutečná
1,6
1,6
1,8
1,9
*
potřebná
6,0
4,3
4,5
4,8
4,3
3,1
3,7
2,9
2,7
*
Osevní plocha lnu (tis. ha)
Dlouhé vlákno (tis. t)
Krátké vlákno (koudel) (tis. t)
Zdroj: ČSU, Lnářský svaz ČR
Pozn.: *údaje nejsou k dispozici
Konopí seté je v ČR „ staronovou“ technickou plodinou. Jeho pěstování se obnovilo
na přelomu století. V roce 2000 bylo konopím oseto 129 ha, sklizňová plocha činila 58 ha. V
roce 2003 činila sklizňová plocha pro textilní využití 115 ha.V roce 2004 se dále osevní
plocha konopí zvýšila na 307 ha, z toho pro tírenské zpracování cca 230 ha s produkcí asi 1,4
tis. t suchých stonků. V roce 2005 se osevní plocha konopí snížila na 162 ha, pro produkci
vlákna bylo sklizeno 110 ha s výnosem suchých stonků 5,1 t/ha.
16
Tab. 17: Vývoj sklizňových ploch konopí setého pro textilní zpracování a objem výroby
konopných vláken v ČR
Ukazatel
Rok
2001
2002
2003
2004
2005
Sklizňová plocha (ha)
29
91
115
230
110
Výnos stonků (t/ha)
9
9,5
9
6,1
5,1
Výnos vláken (t/ha)
2,25
2,35
1,55
1,45
*
Produkce vláken celkem (t)
62
214
178
334
*
Dovoz konopných surovin2)
521
696
830
1162
7031)
Zdroj: Celní statistika, Konopářský svaz ČR, MZe ČR
Pozn.: * údaje nejsou k dispozici, 1) odhad, 2) konopí prané, surové, máčené, nespředené
V ČR je nainstalována linka na zpracování konopných vláken s výkonem 2 t suroviny
za hodinu. Je tak schopna zpracovat konopný stonek z plochy
až 300 ha.
Jak je ale patrné z tab. 4, poptávka po konopných surovinách převyšuje v současnosti nabídku
a značná část se musí dovážet.
Dotační politika
Pěstování přadného lnu resp. konopí je podporováno ze zdrojů Evropské unie v rámci
jednotné platby na plochu zemědělské půdy, tzv. SAPS (Nařízení vlády č. 144/2005 Sb.
platné pro období 2005 - 2006). Pro žadatele, kteří žádají o dotaci v rámci opatření SAPS,
byla stanovena sazba pro letošní rok ve výši 2 110,70 Kč na hektar zemědělské půdy.
Z národních zdrojů je v roce 2006 podporováno pěstování rostlin pro vlákno v rámci
doplňkových přímých plateb, tzv. TOP-UP, na ornou půdu (Nařízení vlády č. 145/2005 Sb.).
Administraci podpory pěstování i zpracování konopí provádí Státní zemědělský intervenční
fond.
Zpracování a využití vlákna
Rostlinná vlákna se zpracovávají v tírnách, kde dochází k oddělení vláken od ostatních
částí stonku. Len se vykupuje svinutý do balíků o hmotnosti 250 -300 Kg. Lněné vlákno v ČR
zpracovává 7 tíren o celkové kapacitě 37 tis. t. Zpracovatelské tírenské kapacity jsou
využívány z 1/3. Přehled jednotlivých tíren je uveden na obrázku 1 (kromě tírny Agritec
Šumperk, která v roce 2004 zpracovala pouze 2,4 t roseného stonku). Největší podíl na
17
množství zpracovaného roseného stonku měla v roce 2004 tírna firmy Čemolen Humpolec
(33,27 %) a Lenka, s.r.o. Kácov (34,2 %).
Tírna na zpracování konopného vlákna je sice v provozu v Lence Kácov, je zde ale
zpracováván především len. Další tírna je provozována na Rakovnicku. Tato tírna je zajímavá
tím, že se jedná o prototyp malé farmářské mobilní tírny s výkonem 0,5 t/hod. Jak dále uvádí
Konopářský svaz ČR, tak jeho cílem je vybudovat v každém kraji Regionální poradenské
informační centrum, jehož součástí by měla být také tírna, která zpracuje konopí z výměry
300 – 500 ha. Výstavba této tírny se v současnosti připravuje v Ústeckém a Plzeňském kraji.
Součástí každé tírny by měla být také výroba peletek, briket a dalších výrobků.
Vlastnosti a využití lněného vlákna
Len přadný byl až do strojního zpracování bavlníku nejdůležitější přadnou plodinou
vůbec. Má relativné pevná vlákna, která jsou málo pružná, ale hladká a lesklá, dle způsobu
získávání světle žlutá až bílá, zelenožlutá až stříbřitě zelená. Dobře se bělí, ale hůře barví.
Na omak jsou studená, ale dobře vodí teplo, čehož se využívá při výrobě letního oblečení.
Snáší vysoké teploty při praní a žehlení, jsou ale mačkavá a tvarově nestálá.
Dlouhé vlákno (nejkvalitnější část) se používá k výrobě ložního prádla, oděvů
a technických výrobků (plachtoviny, stany, lehátka, dekorační tkaniny, nitě, obuvnická příze
a hadice). Krátké vlákno (známé pod označením koudel) se zpravidla používá na výrobu
hrubých tkanin, provazů, lan, ucpávek, čistícího materiálu, ale také papíru. Dřevovina
(pazdeří – zbytky stonku po odstranění vláken) se zpracovává na pazderodesky (používané
v nábytkářství) nebo poslouží jako energetické palivo. Dále se mohou vlákna nižší jakosti
a lepší koudele využít ve stavebnictví, v automobilovém a leteckém průmyslu (do čalounění)
jako biodegradovatelný komponent.
Při průměrné sklizni se z 1 hektaru sklidí 3,5 t roseného stonku a 500 kg semen (mají
výborné dietetické vlastnosti). Zpracováním tohoto množství stonků při obsahu 11 %
dlouhého vlákna a 14 % koudele vznikne 875 kg dlouhého vlákna a koudele. Z 1 hektaru lnu
se tedy vyrobí: 1 180 m2 tkanin, 120 pytlů, 110 kg motouzu, 18 kg kotoninu (z něho 13 kg
cigaretového papírku), 60 kg odpadního vlákna (z něho 40 kg cigaretového papírku II. jakosti)
a 2 450 kg pazdeří.
18
Vlastnosti a využití konopného vlákna
Konopí seté je v ČR „staronovou“ technickou plodinou, jejíž pěstování se začíná
rozšiřovat díky grantu Národní agentury zemědělského výzkumu. Konopné vlákno je
nepoměrně pevnější a trvanlivější než lněné, je ale méně pružné. Tkaniny vyrobené z konopí
jsou odolné vůči horku, výborně sají vlhkost a odolávají hnilobě. Jeho předností jsou právě
tepelně izolační vlastnosti. Zadržuje také 95 - 100% UV záření. Barva vlákna je stříbrošedá,
při horší jakosti až hnědá. Konopné tkaniny mají přirozený lesk.
Vlákno se zpravidla používá na výrobu textilních materiálů (džínsovina, dekorační
a potahová látka), bytových doplňků (koberce), módních doplňků (batohy, tašky, kabelky,
peněženky), technických výrobků (lana, motouzy, plachtovina, pytle), stavebních materiálů
s dobrými tepelně izolačními vlastnostmi (izolační rohože, dřevovláknité desky) a
v papírenství (bankovky, dopisní obálky a papíry, kartony, knihy, čajové pytlíky, filtry do
kávovarů, cigaretový papír a papír pro technické použití). Z dřevoviny se vyrábí
pazderodesky a energetické palivo. Dále se mohou konopná vlákna využít k výrobě matrací a
geotextilií a také v automobilovém průmyslu pro výrobu termo a duroplastických lisovaných
dílců (obklady dveří), uplatní se také při výrobě skateboardů a snowboardů.
Perspektivy pěstování přadného lnu a konopí v ČR
Rozvoj pěstování přadného lnu u nás je omezen výší národní kvóty, která je plně
využívána. K určení dalšího směru pěstování přadného lnu a konopí by měla sloužit hodnotící
zpráva Evropské komise „Len a konopí“ zveřejněná na podzim loňského roku.
Rozvoji pěstování konopí v ČR však nestojí nic v cestě. Určitým problémem by mohl
být nezájem potencionálních odběratelů, kteří dávají přednost buď vláknu lněnému, nebo
dováženému konopnému. Největším problémem je v současné době vysoká cena osiva a
nedostatek vhodné sklizňové a zpracovatelské mechanizace. Tento problém by měla vyřešit
již zmíněná budovaná Regionální poradenská a informační centra. Pro rozvoj pěstování
konopí hovoří také to, že je nejvýnosnější přadnou plodinou mírného pásma a je odolné vůči
plevelům a nemocem. Vyžaduje sice dobrou půdu s 600 - 700 mm celoročních srážek a až
150 kg N/ha, rostlina je ale využita komplexně (vlákna, semena, pazdeří) a oddělení vláken od
pazdeří je snazší než u lnu.
Zpracování lnu a konopí na krátké vlákno je také podpořeno na základě NR (ES)
č.1673/2000 pro schválené první zpracovatele, a to ve výši 90 EUR/t.
19
10.4. Nepotravinářské využití barviv
Přírodní barviva
Zájem o přírodní barviva v poslední době stoupá, protože si veřejnost začíná
uvědomovat stále více zdravotní a environmentální problémy související s používáním
umělých barviv, kterých se celosvětově spotřebuje asi milión tun. Základním zdrojem surovin
pro výrobu syntetických barviv je ropa a černouhelný dehet. Nejzávažnějším problémem je
vlastní výroba barviv, kdy vedle žádaných produktů vzniká také značné množství vedlejších
produktů (zhruba 1 tuna odpadu na 1 tunu barviva). Těžké kovy jako měď, chrom a kobalt,
které se vylučují při výrobě metalokomplexních barviv, nebo rtuť, používaná jako katalyzátor,
způsobují nemalé potíže v biochemických čistících stanicích, protože působí toxicky na
mikroorganismy.Přírodní barviva jsou naproti tomu získávána z přírodních zdrojů a mohou
vedle nižšího zatížení životního prostředí při jejich výrobě znamenat také nové tržní
příležitosti pro farmáře a malé a střední podniky.
Tab. 18: Porovnání výhod a nevýhod přírodních a syntetických barviv
+
Přírodní barviva
Syntetická barviva
podpora biodiverzity
jednoduchá výroba
využívání obnovitelných zdrojů
jsou nezávislá na rostlinných zdrojích
šetrnost k životnímu prostředí
dobrá regulace odstínu
jedinečné odstíny
pestrost barev
podpora zaměstnanosti
stálost
podpora řemesel a lidové tvořivosti
barvení všech textilních materiálů
kvalita barviva závisí na jejich zdroji
alergické reakce
nižší stálost barev (citlivé na pH, teplotu, znečištění životního prostředí
-
světlo, atd.)
barvení pouze přírodních vláken a tkanin
úbytek pracovních příležitostí pro drobné
producenty
zdlouhavý proces barvení
pokles agrobiodiverzity
20
Tab. 19: Dělení přírodních barviv
Barva
Chemické zařazení
Rostlina (český název)
rezeda žlutá, dub
barvířský, moruše
žlutá a hnědá
flavonová barviva
barvířská, rmen
barvířský, blatouch
bahenní,
iso-chinolová
žlutá
barviva
dřišťál obecný
oranžovožlutá
chromene barviva
rotlera barvířská
hnědá a
naftochinonová
lawsonie bezbranná,
purpurově šedá barviva
červená
antrachinonová
barviva
ořešák vlašský
košenila – červec
nopálový, mořena
barvířská
purpurová a
benzopyronové
černá
barvivo
modrá
indigová barviva
indigo, boryt barvířský
rostlinné taniny
akácie, myrobalán,
(gallotaniny,
granátové jablko,
ellagitaniny,
škumpa, kaštan,
catecholové taniny)
blahovičník
neutrální
kampeška
Světový trh s přírodními barvivy
V celosvětovém měřítku se ročně spotřebuje asi milión tun barviv tj. asi 1 %
z celosvětové spotřeby barviv. Největšími dovozci přírodních barviv jsou USA a země EU. Mezi
země vyvážející největší objem přírodních barviv do USA patří Mexiko, Indie, Itálie, Maroko,
Německo, Nizozemí a Japonsko. Mezi země, které vyvážejí největší objem přírodních barviv do
zemí EU patří Mexiko, Indie, USA, Peru, Tunis, Švýcarsko a Čína.
Tab. 20: Objem dovozu přírodních barviv (tis. t)
Rok
1994
1995
1996
1997
1998
USA
2,8
1,7
2,0
3,5
3,3
EU
3,4
4,1
4,0
4,8
5,5
Zdroj: Fintrac Market Survey: Natural Dyes
Trh s přírodními barvivy v USA a v EU je v poslední době ovlivňován výrobou
„organických barviv“. Výrobci průmyslových barviv tak zareagovali na odpor veřejnosti proti
syntetickým. Organická barviva tak v mnohém nahradila syntetická barviva anorganická složená
z těžkých kovů. Přitom byla zachována stejná kvalita barvy, avšak toxický odpad je minimální.
10.5. Nepotravinářské využití fytomasy
Roční vyprodukované množství biomasy ve světě se odhaduje na 20*1011 t a její
energetický potenciál na 3*1021 J, což téměř desetkrát převyšuje roční objem světové
produkce ropy a plynu. Velice důležité je že se jedná o zdroj energie trvale se obnovující.
Vyprodukované biomasy se však pro energetické účely využívá pouze asi 2 - 3%.
Tab. 21: Odhad světové dostupnosti specifických nedřevnatých rostlinných vláknitých
surových materiálů (1,000 tunách sušiny)
plodina
tis. tun
Pšeničná sláma
545,000
Ječná sláma
175,000
Ovesná sláma
60,000
Žitná sláma
40,000
Rýžová sláma
350,000
Len olejný
2,000
Tráva (semenářský porost)
3,000
Sláma celkem
1,175,000
Stonky bavlny
68,000
Stonky kukuřice
690,000
Stonky čiroku
242,000
V ČR je v současné době při předpokládaném využití čtvrtiny slámy obilnin a celého
objemu slámy kukuřice, luskovin a řepky v průmyslové výrobě a v energetice k dispozici 2.5
mil. tun slámy.
Tab. 22: Průměrná roční produkce slámy v ČR
Průměrná
Plodina
sklizňová
Průměrný výnos Průměrná
plocha (t/ha)
(ha)
produkce slámy
(t)
Pšenice ozimá
850931
4,6
3949561
Pšenice jarní
63236
3,1
192659
Žito
39781
3,5
139501
Ječmen ozimý
147025
4,0
588300
Ječmen jarní
345620
3,5
1207547
Oves
52982
2,8
146643
Kukuřice na zrno
59930
7,3
442948
Ostatní obilniny
34749
2,9
120416
Obilniny celkem
1611951
4,3
6854218
Řepka
326624
2,3
842427
TTP celkem
455807
3,1
1249442
Možnosti průmyslového využití slámy
Ekopanely
Ověřování možností využití slámy pro průmyslové účely se v uplynulých letech
orientovalo především do oblasti výroby stavebních panelů z lisované slámy. Základním
vhodným materiálem je kvalitní pšeničná sláma slisovaná do hranolovitých balíků. Sláma
tvoří jádro desky. Rozhodující je kvalita slámy po sklizni sklízecí mlátičkou. Nevhodná je
sláma s větším podílem drobných částí, které potom tvoří odpad. Ekopanely se vyrábějí
lisováním obilné slámy za vysokého tlaku a teploty. Lisování slámy probíhá ve speciálním
tvářecím lisu do kompaktní podoby desky. Pomocí přírodního lepidla se toto slisované jádro
polepí kartonem.
Ze slámy je možné vyrábět vynikající papír. Celulóza ze slámy může být použita při
výrobě většiny druhů papíru jako náhrada celulózy z tvrdého dřeva. Tradiční produkty
z papíru vyrobeného ze slámy zahrnují vlnitý karton z neodbarvené slámové celulózy a jemný
tiskový a dopisní papír z odbarvené slámové celulózy. Výnos celulózy ze slámy činí 45 % a
ze dřeva 55 %.
Velké množství předmětů, které se v minulosti užívaly zejména v zemědělském
prostředí, se pletlo ze slámy. Sláma sama o sobě však není příliš dobrým pletařským
materiálem. Suché stéblo praská, má nepatrnou nosnost a také omezenou délku. Když se však
jednotlivá stébla spojí ve svazek či copánek, získají na pevnosti. Sláma je dobrým izolačním
materiálem, proto našla využití zejména u takových předmětů, které měly obsah zateplit, nebo
ho udržet v suchu (ošatky, zásobnice na peří, na obilí, na sušené ovoce - slaměná stěna
zásobnic byla vzdušná, sláma pohlcovala okolní vlhkost a obsah tak zůstával suchý).
Pšeničná sláma může nahradit i některé petrochemikálie a plnidla používané při
výrobě plastů. Pozitivním aspektem při použití pšeničné slámy jako plnidla je to že, teplota
při výrobě může být snížena pod 400°C, čímž se snižují výrobní náklady.