Переработка растительного сырья и углеводсодержащих отходов в белок одноклеточных организмов. Силосование. Компостирование

В процессе переработки отходов при участии микроорганизмов образуется много микробного белка, который можно повторно использовать как корм для скота, поскольку 30 - 40 % сухой массы выросших клеток - это неочищенный белок. Наиболее крупномасштабные промышленные микробиологические процессы переработки органических отходов:

Получение кормовых продуктов, обогощенных микробным белком или белком одноклеточных организмов. Обогащение кормовым белком – вариант переработки биомассы растений и органических отходов, в основном углевод- и целлюлозосодержащих.

В кормовые продукты, обогащённые БОО, перерабатываются отходы: деревообработки, сельского хозяйства (солома, ботва), животноводства (навоз, птичий помет), перерабатывающей промышленности, активный ил, ТБО.

В качестве микроорганизмов: дрожжи, бактерии, низшие грибы. Ферменты – для усвояемости корма животными. В результате получают белково-витаминные концентраты, кормовые добавки, обогащенные белком, аминокислотами, витаминами, углеводами и минеральными веществами. Ключевая стадий технологического процесса – ферментация в биореакторе.

Силосование – заквашивание, анаэробное консервирование кормов без доступа воздуха.

Силосуют растительный зеленый корм: луговую траву, клевер, люцерну, стебли и листья кукурузы, подсолнечника, ботву сахарной свеклы и жома, а также кормовые корнеплоды, бахчевые, при этом повышается их питательная ценность, и полученная силосная масса консервируется. Основная роль: молочнокислые бактерии, источник питания для которых – водорастворимые углеводы.

Лучше всего силосуются травы с высоким содержанием ферментируемых сахаров и низким – волокон, т.е. в ранней стадии роста.

1)Аэробная стадия. Происходит потребление атмосферного кислорода в сырье растительными ферментами и размножение аэробных бактерий

Анаэробные стадии:2) Развитие молочнокислых стрептоокков и энтеробактерий. В растительной массе накапливается молочная и уксусная кислоты; 3) Развитие лактобацилл. Определяющая стадия в созревании силос; 4) Развитие бактерий p.clostridium. Постепенно снижается кислотность и развиваются гнилостные микроорганизмы, что приводи к порче силоса.

Силосование проводят в ямах, траншеях, буртах, силосных башнях. При закладке силоса важно создать анаэробные условия, обеспечить доминирование молочнокислых бактерий. На силос закладывают массу с 25-30% сухого вещества.

Возможны 2 способа силосования: холодный и горячий. Холодный распространен, т.к. прост и получается качественный корм. Скошенную растительную массу измельчают, укладывают до отказа в кормовместилище, утрамбовывают. Созревание происходит при 25-40 С. Горячий способ используется для квашения грубостебельчатых малоценных кормов, которые после обработки при повыш. тем-ре лучше поедаются скотом. Зеленую массу на 1-2 дня рыхло укладывают слоем 1-1,5 м – начинают образовываться аэробные процессы, температура поднимается до 45-50С. Затем укладывается 2 слой. Растения внизу спрессовываются под тяжестью нового слоя. Так слой за слоем заполняют все силосохранилище.

Компостирование – экзотермический процесс биологического окисления, в корм органический субстрат подвергается аэробной биодеградации микроорганизмами в условиях повышенной температуры и влажности.

Основными компонентами для компостирования являются торф, навоз, навозная жижа, птичий помет, опавшие листья, сорная трава, стерня, пищевые отходы, растительные отходы, древесные опилки, твердые муниципальные отходы: бумага, опилки, тряпье, отходы сточных вод.

Процесс компостирования: В органической массе повышается содержание доступных растениям элементов питания (азота, фосфора, калия и других), обезвреживаются патогенная микрофлора и яйца гельминтов, уменьшается количество целлюлозы, гемицеллюлозы и пектиновых веществ. В результате компостирования, удобрение становится сыпучим, что облегчает внесение его в почву. Компостирование проводят в буртах, грядах, кучах, штабелях, на открытых площадках, ямах, траншеях. Длительность зависит от климата, вида материалов, степени измельчения, влажности, условий аэрации и т.д. (от 3 месяцев до 1,5 лет)

Выделяют 4 стадии компостирования:1) – мезофильную (развитеи мезофильных микроорганизмов, t постепенно повышается до 30-45 С, 2) термофильную (уничтожение патогенных организмов – t до 90С), 3) остывание, 4) созревание. В итоге полученный компост необходимо проверить на содержание патогенных организмов, бактериологическая экспертиза.

Компостирование в биореакторах. Уменьшается срок компостирования (от -3 недель, до 2-7 суток). 2 этапа: 1) ускоренное разложение органического материала при контролируемых, влажности, аэрации. 2) дозревание компостной массы в течении 3-4 недель в буртах или штабелях, где она стабилизируется, обеззараживается и высушивается.

Для ускорения процесса к компостируемому материалу добавляют часть готового компоста.

Недостаток – высокая стоимость сооружений, спрос только весной и осенью в связи с чем необходимы площадки и емкости для хранения компоста.