Современные биотехнологии переработки отходов животноводства


подписаться на рассылку анонсов статей:
 
 
поиск по разделу «Статьи»

всего статей: 1513


Современные биотехнологии переработки отходов животноводства



О. Сидоренко

А. Лисенков

А. Шувариков

Е. Черданцев,  ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева

Темпы роста сельскохозяйственного производства не обеспечивают в полной мере потребностей населения в продуктах питания. Медленное повышение темпов производства сельскохозяйственной продукции, рост цен и увеличение народонаселения в мире наводят на мысль ученых и практиков многих стран, в том числе и России, рассматривать вопросы переработки растительного и животного сырья в продукты питания. И в недалеком будущем превращение в продовольствие отходов растительного и животного происхождения станет реальной необходимостью.

В настоящее время при организации безотходных технологий лишь ограниченная часть отходов сельскохозяйственного производства рационально используется, утилизируясь в производстве продуктов питания. Количество отходов часто превышает объем выпускаемой продукции. Особенно большой экономический ущерб наносят неутилизированные отходы. В результате загрязнение окружающей среды угрожает состоянию естественных экологических систем и нередко здоровью человека. В последнее время все больше внимания ученые и практики сосредоточивают на проблемах не только утилизации и переработки органических отходов, но и использования энергии, заложенной в них. При этом обращаются к самой природе, ее компонентам, которые были создателями и накопителями органической материи, т. е. к биоконверсии.

С нашей точки зрения, утилизация навоза, птичьего помета и других отходов животноводства должна быть способом получения целевого продукта с дальнейшим использованием его в сельском хозяйстве. Это могут быть органические удобрения (компосты), кормовые добавки, бактериальные препараты стимулирующего и защитного действия, биоблокаторы вредителей заболеваний, оздоровительные грунты для теплиц, микробные удобрения и т. д.

Наша концепция применения биоконверсии отходов не только связана с созданием устойчивого безотходного животноводства, но и позволяет решать важнейшую задачу преобразования энергии, заложенной в микроорганизмах и перерабатываемом сырье, в продукты, несущие дополнительную энергию.

Как правило, твердые отходы используют не всегда эффективно. Их вносят в почву на сельскохозяйственные угодья, подвергают высокотемпературной сушке, компостируют при естественных условиях, вермикультивируют, перерабатывают в биогаз, личинками синантропных мух в биоперегной и т. д. Однако микробиологическая переработка навоза или помета, а также любых органических отходов имеет несравненные преимущества перед другими биотехнологиями не только благодаря возможности автоматизированного управления процессами и ускорения биохимической трансформации отходов. Высокая конкурентоспособность этого способа обусловлена также получением продуктов целевого назначения с заданными характеристиками и удовлетворяющих экологические требования: биоремедиация почв, получение биогаза, создание новых удобрений, кормовых и пищевых добавок и т. д. Усовершенствование методов микробной переработки даст возможность более полно использовать отходы животноводства и растениеводства в пищевых целях.

Нами сконструирован экспериментальный модуль, позволяющий управлять микробиологическими процессами при переработке отходов. Несомненно, он имеет ряд преимуществ. В частности, при использовании модуля контролируются скорость сукцессии микроорганизмов и ценозов природных и интродуцированных, сокращается длительность эксперимента, удобно проводить измерения, наблюдения и анализы, получать характеристики целевого продукта. Для получения эффекта трансформации отходов и обеспечения стабильности микробного сообщества в модуле требуются не только исходная микрофлора и субстрат, но и определенная тактика культивирования микроорганизмов, соблюдения правил и законов сосуществования видов.

Возможность устойчивого существования экспериментально созданной ассоциации зависит от микроорганизмов-партнеров и режима минерализации субстрата. Метаболитные взаимодействия определяют целевой продукт утилизации исходных компонентов природного сырья и отходов животноводства, что установлено экспериментами и защищено патентами РФ (1993-1998 гг.).

Превращение отходов в удобрения микробиологическим методом - самый простой путь биоконверсии навоза и птичьего помета. В отечественном сельском хозяйстве сложилась парадоксальная ситуация: отходы животноводства являются чуть ли не основными загрязнителями природной среды, а почвы теряют гумус и катастрофически падает их плодородие. По данным И.А. Архипченко (2000) по Российской Федерации общее содержание органических отходов составляет в свиноводстве 30,5 млн. т/год, в отрасли крупного рогатого скота 344,1 млн. т/год, птицеводстве 14,5 млн. т/год. Превращение отходов в высококачественное удобрение это наиболее эффективный и экономически оправданный метод утилизации. В 1 т бактериально переработанных навоза и помета содержится 30-40 кг азота, 20-30 кг фосфора, 20-30 кг калия, в больших количествах имеется кальций, микроэлементы, ростовые и антибиотические вещества; отношение углерода к азоту равно 1:17-25, рН 6-7.

Технологически микробный процесс позволяет перерабатывать отходы в любом количестве в зависимости от производственных мощностей конструкции биоферментеров в разных климатических условиях.

Прямая утилизация отходов в подкормки для скота требует составления определенных природных субстратов. Многие отходы не приемлемы в качестве компонентов питания, несмотря на их значительную питательную ценность и энергоемкость. Питательную ценность отходов можно повысить путем предварительной их обработки и регулирования процесса биоферментации с помощью изменения диапазона температур. Поскольку требования к охране окружающей среды все возрастают, использование отходов животноводства становится экономически выгодным. В перспективе появится возможность создания безотходного предприятия в целом — идеального современного способа переработки сельскохозяйственной продукции.

Переработка отходов микробным способом создает лучшие условия для качественной и количественной утилизации отходов и обеспечивает более гонкий контроль за санитарным состоянием целевой продукции и технологическим процессом. Эта биотехнология предполагает организацию экологически чистого и энергосберегающего производства. Вся продукция переработанных отходов (в том числе и побочная) имеет практическое применение в земледелии, животноводстве, микробиологической и пищевой промышленности и т. д.

Микробное превращение отходов в целевые продукты способно решить проблему утилизации птичьего помета, навоза любых животноводческих ферм, отходы растениеводства, плодоовощеводства, пищевой промышленности и бытовых отходов. Безусловно, прямая утилизация отходов в качестве продуктов питания человека была бы идеальным решением проблемы, однако наши возможности в этом отношении весьма ограничены.

Возможно, в перспективе подготовка зооинженеров с сформировавшимся экологическим мировоззрением и знаниями технологов- переработчиков отходов сельского хозяйства позволит минимизировать отрицательное воздействие животноводства на окружающую среду и превращать отходы в продукцию, имеющую высокую рыночную стоимость. Правительством РФ поставлена задача разработать и внедрить новые, эффективные и рентабельные технологии утилизации отходов хозяйственной деятельности человека, среди которых на первое место выдвигаются биологические и, в частности, микробиологические технологии. Именно биологические технологии в XXI в. будут решать судьбу планеты в ближайшие 100 лет.

Источник: журнал «Птицеводческое хозяйство. Птицефабрика» №3, 2011 г.







 

администрация сайта: ООО «Фаулер»
ждем ваших писем: deneb@webpticeprom.ru

 
птицеводство
Webpticeprom птицеводство
  1. Главная
  2. Статьи про птицеводство
  3. Переработка отходов птицеводства
  4. › Современные биотехнологии переработки отходов животноводства
 
Переработка отходов птицеводства
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
на сайте страниц: 13049