Экология, проблемы и защита

Lifeunderwater.ru

Отходы растительного сырья и зерновых культур, достоинства и недостатки методов утилизации

Термофильный процесс способствует освобождению навоза от патогенной микрофлоры, паразитов, семян сорняков, но, к сожалению, при этом процессе больше полученной энергии (около 30%) расходуется на поддержание температуры в реакторе. Метан биогаза из навоза дороже природного газа, используемого в народном хозяйстве, однако метановое брожение отходов животноводческих ферм необходимо рассматривать как перспективный технологический процесс, имея в виду защиту окружающей среды и возможность получения высококачественного удобрения.

Другой путь утилизации отходов ферм - их аэробная ферментация, когда через жидкость продувается воздух, что способствует развитию микробов, быстро разрушающих органические вещества. Ферментация в этом случае не дает биогаза, заметно увеличивает энергозатраты на аэрацию, но позволяет наряду с органическим удобрением получать микробный кормовой белок, а сам процесс биодеградации органических веществ идет значительно быстрее, чем при метановом брожении, то есть при анаэробной ферментации. Если жидкую среду обогатить углеродом (метанол, углеводы), то резко увеличивается продуктивность ферментационной системы в расчете на получаемую микробную биомассу.

Таким образом, микробная биоконверсия отходов животноводческих ферм может дать высококачественное удобрение, биогаз, кормовую микробную биомассу и вместе с тем устранить неприятные запахи вокруг ферм, защитить водоемы и почву от загрязнения.

Биогаз как местное топливо способен обеспечивать хозяйства энергией, а это очень важно, особенно в аварийных случаях, когда выходит из строя общая энергосистема.

Превращение полисахаридов грубых кормов, в том числе соломы, в усвояемую для животных форму имеет исключительно важное народнохозяйственное значение. Более того, создание экономически оправданной технологии обработки соломы и других целлюлозосодержащих субстратов может привести к серьезным социальным последствиям. Известно, что при производстве зерна на каждую его топну образуется и тонна соломы, в которой заключено почти столько же энергии, сколько в зерне (сумма полисахаридов в зерне и соломе почти одинакова, только в первом случае это крахмал, а во втором - гемицеллюлоза и целлюлоза). Если, по данным ФАО, мировое производство зерна составляет в год 1600 млн. т, из которых 1000 млн. т идет в пищу человека, а 600 млн. т - в корм животных, то это означает, что мировые ресурсы соломы также составляют около 1600 млн. т. Следовательно, усилия ученых - физиков, химиков, биологов, технологов, специалистов сельского хозяйства - должны быть сосредоточены на эффективном решении задачи: зерно - для питания человека, конвертированная солома - для корма животных (имеется в виду солома, у которой углеводы полисахаридной формы превращены в мономерные, то есть в глюкозу, органические кислоты и др.).

Биологическим путем можно консервировать не только грубые корма. В мировой практике накоплен опыт консервирования влажного зерна как при помощи химических консервантов, так и путем хранения этого зерна (при влажности до 30%) в герметичных емкостях, например траншеях, в атмосфере двуокиси углерода, образующегося в результате дыхания зерна, на что тратится 3^6% его массы. Однако двуокись углерода возникает и в процессах брожения - при получении этанола, производстве пива, анаэробной ферментации отходов ферм.

Таким образом, применение методов биотехнологии в сельском хозяйстве, как это видно на примере биоконверсии растительного сырья, позволяет более полно использовать урожай, уменьшить отходы и потери.

Достоинства комплексной переработки растительных масс ярко видны также на примере переработки крахмального сырья с использованием методов современной биоиндустрии. Успехи энзимной биотехнологии позволяют из крахмала при помощи ферментов амилазного комплекса получить глюкозу, а ее энзиматически можно конвертировать во фруктозу. Таким образом, в принципе решена задача получения сахара из крахмала. Возникает вопрос: какое производство сахара экономически выгоднее - на основе сахарной свеклы или кукурузы? Венгерские специалисты подсчитали, что в условиях их страны при урожае сахарной свеклы 45 т/га и кукурузы 7 т/га сахар из кукурузного крахмала стоит 3,53 форинта за 1 кг, а из свеклы - 5,4 форинта. Комплексная переработка кукурузного зерна с использованием энзиматической конверсии крахмала в сахар и микробной конверсии части сахара в этанол позволяет получить из 1 т кукурузы 0,399 т жидкого сахара с содержанием 71% сухих веществ, 0,112 т абсолютного спирта (этанола), 0,065 т зародышевой фракции, богатой маслом, и 0,224 т кормового протеинового концентрата. Перейти на страницу: 1 2 3

Интересное по теме

Понятие и система функций экологического управления Последние десятилетия характеризуются всеобщим вниманием к экологическим проблемам. Однако результаты поисков в этом направлении еще недостаточны, а последствия в ряде областей чел ...

Исследование методики проведения санитарно-экологического состояния объекта Курсовой проект на тему «санитарно-экологическая оценка объекта». Объектом оценки является жилое здание, которое подвергается негативному воздействию точечных и линейных источников ...

Функции живого вещества в биосфере Биосфера - наружная оболочка земли, развитие которой определяется постоянным притоком солнечной энергии. Сложная организация биосферы связана с деятельностью живого вещества - сово ...

Экологическая экспертиза Научно-техническая революция и бурный рост промышленного производства в XX веке способствовали не только росту благосостояния человека, но и отрицательно сказались на состоянии ок ...