Olie- en carvonproductie van winterkarwij bij schermen- en zaadoogst

De afgelopen jaren is bij PAV-proeven in dille, zomer- en winterkarwij gebleken dat oogst en destillatie van de zaadschermen, juist voor de volledige rijping van het zaad, resulteert in een (tot 40%) hogere olieopbrengst in vergelijking met destillatie van het rijpe zaad geoogst met de maaidorser. Omdat voor een snelle directe verwerking (destillatie) van de aanzienlijke, en bederfelijke schermenmassa een grote verwerkingscapaciteit nodig is, is gekeken of het mogelijk is dit oogstproduct tijdelijk te conserveren. Met acceptatie van verliezen bleek dit het geval.

Aanleiding

Vanwege de toepassing als kiemremmingsmiddel in de aardappelbewaring (het middel Talent van Luxan) is er belangstelling voor de stof carvon, de belangrijkste component in de etherische olie uit karwij- en dillezaad. Mogelijk vormt een specifieke productie van carvon een nieuw perspectief voor de, in Nederland sterk in omvang teruggelopen, karwijteelt. De olie- en carvonopbrengst, en met name de opbrengstzekerheid daarvan, moeten voor een rendabele productie dan echter wel aanzienlijk verbeteren. Vanuit de teelttechniek vormt de oogst van schermen in plaats van het volledig afgerijpte zaad daarvoor een mogelijkheid. Op proefveldschaal werden hiermee op het PAV, zowel met de gewassen dille als zomerkarwij, de laatste jaren goede resultaten bereikt.

Probleem

In een akkerbouwmatige praktijkteelt moeten bij de schermenoogst relatief grote hoeveelheden bederfelijke zaadschermen op een snelle wijze tot carvon worden verwerkt. Hiervoor is specifieke oogst- en verwerkingsapparatuur noodzakelijk en is een efficiënte logistiek vereist. Op verzoek van praktijktelers zijn in 1999 en 2000 de PAV-proefveldresultaten getoetst in een perceel winterkarwij. Dit om vast te stellen of schermenoogst ook in een praktijksituatie inderdaad tot hogere carvonopbrengsten leidt. In 1999 is daarbij het aspect van tijdelijke conservering van het oogstproduct bekeken. Dat is van belang indien de gewasmassa over een langere termijn (tot 2 maanden) in een bestaande vaste destillatieunit verwerkt zou moeten worden. Daarbij werd gekozen voor het met folie inwikkelen van grote rondgeperste 'silage'-balen oogstproduct.

Proefopzet- en uitvoering

In 1999 werden in een praktijkperceel winterkarwij in Nieuwolda (Groningen), juist voor het praktijkmatige zwadmaaitijdstip, op 1 juli met een zwadmaaier twee gewasbanen in het zwad gelegd. Bij een stoppellengte van 40 cm werden op deze manier de gewastoppen (van 35-40 cm), met alle zaadschermen daarin, uit het gewas gemaaid. Het oogstproduct van één baan werd vervolgens direct uit het zwad, met een balenpers, opgeperst tot vier ronde balen.Van iedere baal werd de daarvoor opgeperste zwadlengte gemeten, om zo de schermenopbrengst per oppervlakte te kunnen berekenen. De balen werden door een wikkelaar grondig met plastic ingeseald. In de tweede baan werden in het gemaaide zwad drie lengtes uitgezet die een week later (op 8 juli) door de dorsmachine, ter nauwkeurige bepaling van de zaadopbrengst, werden geoogst. De gesealde balen werden naar een distilleerderij vervoerd. Hier werden op 2 juli in een destillatieketel twee ronde balen gedestilleerd. De overige twee balen werden enige tijd bewaard en na twee maanden (op 31 augustus) gedestilleerd, zodat een indruk kon worden verkregen over mogelijke gehalteverliezen bij conservering. Van de drie met de combine gedorste zwadlengtes werden mengmonsters zaad genomen voor een destillatie op het PAV ter bepaling van het oliegehalte. Omdat de resultaten van deze praktijkproef voldoende duidelijkheid gaven over de perspectieven, werd in 2000 afgezien van praktijkmatige oogst, destillatie en conservering van de gewasschermen. Volstaan werd met het, op drie tijdstippen voor de zaadoogst, op basis van gewasmonsters bepalen van het verloop van het oliegehalte, de olieopbrengst en de hoeveelheid zaad in de karwijschermen. Dit werd vergeleken met de praktijkmatige zaad- en olieopbrengst bij maaidorsen uit het zwad.

Resultaten

In tabel 1 zijn de resultaten van de karwij-schermenoogst (direct gedestilleerd en twee maanden geconserveerd) en de zaadoogst van het praktijkexperiment in 1999 weergegeven.

Oogst	opbrengst (kg/ha)	oliegehalte (%)	carvongehalte (%) van de olie	carvonopbrengst (kg/ha)
schermenoogst (2 juli)	11.000	0,86	52,9	50,0
zaadoogst (8 juli)*	2.175	2,0	72,3	31,4
ingekuilde schermen (31 augustus)	11.000	0,67	52,4	38,6

*: zaadopbrengst 'boerenschoon en droog'

Gebaseerd op het gewicht van de ronde balen leverde de schermenoogst op 1 juli een gewasmassa op van 11 ton/ha. Het oliegehalte van de schermen op 2 juli bedroeg 0,86% olie. Hieruit is voor de schermenoogst een olieopbrengst van 94 kg olie/ha te berekenen. De gemiddelde zaadopbrengst van de drie stukken op 8 juli uit het zwad gedorst kwam uit op 2.175 kg/ha droog zaad. Op het PAV werd een olie-percentage van 2% bepaald. Hieruit is voor de zaadoogst een olieopbrengst van 44 kg/ha te berekenen. Het oliegehalte van het schermmateriaal na twee maanden ingesealde bewaring (op 31 augustus) kwam uit op 0,67% olie, wat neerkomt op een olie-opbrengst van 72 kg/ha. Tijdens de conservering van het schermmateriaal is het carvongehalte van de olie niet veranderd. Het carvongehalte van de olie uit het zaad lag, zoals verwacht, hoger dan dat vanuit de schermen (72 respectievelijk 52%). De uiteindelijke carvonopbrengst uit schermenoogst is (met 50 kg/ha) bij directe destillatie 37%, en na twee maanden conservering (met 38,6 kg/ha) nog 23%, hoger dan de carvonopbrengst bij zaadoogst (31,4 kg/ha)!

In tabel 2 staan de resultaten van het oliegehalte- en olieopbrengstverloop bij drie handmatige schermenoogsten tijdens de zaadafrijping, en van het praktijkmatig gedorste zaad, van een karwij-gewas in 2000.

Oogst	Verse opbrengst (kg/ha)	Oliegehalte (%)	Olieopbrengst (kg/ha)
schermoogst 20 juni	17.500	0,42	73,0
schermoogst 27 juni	13.820	0,59	78,6
schermoogst 3 juli	11.800	0,53	62,3
zaadoogst 3 juli*	1.700	2,0	34,0

*: zaadopbrengst 'boerenschoon en droog'

De schermenmassa neemt gedurende de laatste twee weken van de afrijping af. Het oliegehalte van de schermen laat daarbij geringe veranderingen zien. De olieopbrengst uit schermen bereikt een week voor de zaadoogst het maximum van 78 kg/ha. De zaadopbrengst bedroeg 1.700 kg/ha (bepaling 'boeren-schoon en droog'). Bij een oliegehalte in het zaad van 2% komt dit neer op een opbrengst van 34 kg olie/ha. Opnieuw resulteert schemenoogst in een aanzienlijk hogere olieopbrengst. De carvongehaltes van de oliën zijn nog niet bepaald. Ongetwijfeld zal deze in de zaadolie wat hoger liggen dan in de olie uit de schermen.Toch valt er opnieuw een aanzienlijk verschil in carvonopbrengst in het voordeel van de schermenoogst te verwachten.

Discussie

Het verschil in olieopbrengst per ha tussen schermen- en zaadoogst is in beide jaren aanzienlijk. In proeven kon dit meestal worden verklaard door zaadverliezen tijdens de afrijping en bij het zwadmaaien en maaidorsen. Deze verklaring gaat bij het experiment in 1999 niet op. Hiervoor verschilt de handmatig bepaalde zaadopbrengst uit de schermen te weinig met de daadwerkelijk geoogste zaadopbrengst (resp. 2.440 en 2.175 kg/ha). Waarschijnlijk is er in het zwad en bij het dorsen olie vervluchtigd.
In 2000 is er gedurende de afrijping sprake van een gering zaadverlies. Op de drie bemonsteringsdagen werd achtereenvolgens een afnemende zaadopbrengst van resp. 2.541, 2.301 en 2.220 kg droog/ha berekend. De zaadopbrengst bij dorsen ligt daar, met 1.700 kg/ha echter nog weer aanzienlijk onder. Hier vormt een combinatie van zaadverlies en olievervluchtiging een verklaring voor de lagere olieopbrengst uit zaad.
De zaadopbrengst van het karwijgewas bereikt in 1999 een zeer goed niveau en is in 2000 redelijk, maar het oliegehalte ligt in beide jaren met 2% niet hoog. Rekening moet worden gehouden met het feit dat het bij de destillaties gaat om, weliswaar (semi-)praktijkmatige, maar merendeels enkelvoudige bepalingen.

Conclusie onderzoek

De resultaten in deze praktijkproeven bij winterkarwij bevestigen de eerdere PAV-proefresultaten. Schermenoogst geeft een hogere olie- en carvonopbrengst dan zaadoogst, en conservering in plastic blijkt in principe mogelijk. Het oliegehalteverlies in de ronde balen is echter met 22% gedurende twee maanden aanzienlijk hoger dan wat voorheen met kleine inkuilproefjes werd bereikt. In ieder geval lijkt deze conserveringsmethode de mogelijkheden te bieden om de verwerking van een in korte tijd geoogst product over een iets langere periode uit te smeren. Het blijft overigens de vraag of, ook met zeer goede carvonopbrengsten van 50 kg/ha (schermenoogst en directe destillatie in 1999), de karwijteelt gericht op de carvonproductie rendabel te maken is. De productie moet dan in ieder geval grootschalig worden opgezet, waarbij gericht moet worden geïnvesteerd in een efficiënte schermenoogst- en -verwerkingslijn. Directe destillatie in mobiele oogstunits lijkt daarvoor de aangewezen weg. Op korte termijn zullen in een 'bureaustudie' verschillende teelt- en verwerkingsscenario's voor karwij worden doorgerekend.