Біохімічна характеристика відходів м'ясного виробництва

М'ясне виробництво має багато відходів, але, нажаль, біохімічний склад їх не вивчався, у зв'язку з тим, що вони не використовувалися для біотехнології, а перероблялися безпосередньо на виробництві (мається на увазі кров, кістка тощо). Такі відходи, як канига, використовувались на корм. Кератинова сировина перероблялася ферментним методом в амінокислоти. Але на м'ясокомбінатах є багато відходів для використання як вторинної сировини для біотрансформації. В першу чергу – це гній, якого багато утворюється на ділянках попереднього утримання худоби. Він використовується як добриво, але відомо, що гній можна піддавати метановому бродінню з утворенням великих кількостей біогазу. Є багато даних про метанове бродіння навозу на тваринницьких фермах. В багатьох країнах цим методом забезпечують енергією не тільки ферми, але й цілі райони (жителів). Якщо до цього додати СВ, які треба використати для одержання біогазу, то м'ясокомбінати могли б одержувати багато енергії для своїх потреб. Біохімічний склад СВ м'ясокомбінатів теж мало вивчений. Наші дослідження доводять, що з кожного м³ СВ можна одержати не менше 5 м³ біогазу. Тільки СВ могли б забезпечити біля 15 тис м³ СН₄. Таким чином, завод може задовольнити значні енергетичні потреби за рахунок біотрансформації відходів. До цього можна додати велику кількість біогазу, який можна одержати з осаду первинних відстійників, де накопичується багато білкових речовин, які, як відомо, добре підлягають метановому бродінню. Нажаль, цих дослідів поки що не проведено. До субстрату для метанового бродіння треба додати ще СВ, що утворилися при пресуванні каниги. Метановій ферментації можна піддавати і натуральну канигу, а потім осад після метанового бродіння використовувати на корм тваринам. При метановому бродінні в канизі накопичується багато вітамінів, рослинний білок перетворюється у повноцінний мікробний білок, органічні кислоти, які погано засвоюються тваринами перетворюються в метан.

 

Біохімічна характеристика відходів цукрового виробництва

Це виробництво відрізняється тим, що первинна сировина майже не змінюється у технологічному процесі, з неї вилучається цукроза, а сировина подрібнюється і перетворюється в жом. В процесі вилучення цукрози з розчину залишається меляса. Це – найважливіший відхід, тобто сировина для біотрансформації, вона використовується в різноманітних мікробіологічних виробництвах. В процесі переробки розчину цукрози утворюються ще деякі відходи, але вони не мають важливого значення як сировина для біотехнології, хоча їх можна обробляти за допомогою мікроорганізмів з метою зниження їх шкідливих властивостей (осади, що утворюються на сатурації, дефекації). Залишається жом і СВ. Жом використовується на корм тваринам, але недоліки його в цьому відношенні відомі: складність транспортування, псування. Сушіння – дорого. Єдиний шлях біотрансформації жому – силосування за допомогою молочних заквасок.

 

Таблиця 16 Склад бурякового жому, %

Речовини	Кількість, %
Сухі речовини	6.5 - 12.0
Протеїн	1.3
Целюлоза	3.9
Безазотисті екстрактивні речовини	4.3 – 6.5
Лігнін	2.2
Амінокислоти	0.3-0.5
Жир	0.5

 

Дані неповні, оскільки в жомі багато пектину, тут він входить до складу безазотистих речовин. Там же є невелика кількість сахарози. Пектинові речовини і інші вуглеводи добре розкладаються мікроорганізмами. Протеїн рослинний перетворюється у протеїн мікробний. Для тварин всі ці речовини мало ефективні у відношенні харчової цінності. Мікроорганізми при культивуванні на жомі розкладають пектинові речовини, геміцелюлозу і в певній мірі целюлозу, тому, що в жомі целюлоза більш придатна для споживання мікроорганізмами, можлива деструкція клітковини і геміцелюлози в жомі обумовлюється тим, що там мало лігніну, який оточує міцели целюлози і геміцелюлози. В жомі є АК, деяка кількість вітамінів, що поліпшує засвоєння цієї сировини мікроорганізмами. В жомі мало протеїну, але це недолік при використанні жому тваринами. Для розвитку мікроорганізмів достатньо інших речовин, які не засвоюються тваринами (пектини, целюлоза). Таким чином, при біотрансформації жому не відбувається втрата на ріст мікроорганізмів тих речовин, які можуть споживатись тваринами безпосередньо в жомі; на це втрачаються речовини, які не мають значення для тваринництва. Це є один з факторів ефективності біотрансформації жому.

Запитання для самоперевірки та контролю засвоєння

1. Вміст органічних кислот в мелясній барді.

2. Склад амінокислот мелясно-спиртової барди.

3. Зерно-картопляне спиртове виробництво.

4. Біохімічний склад зерно-картопляної спиртової барди.

 

Біохімічна характеристика харчових відходів крохмале-патокового виробництва

Більшість відходів крохмале-патокового виробництва використовується на корм тваринам, проте є такі, що доцільно використовувати як вторинну сировину для біотехнології.

Картопляна мезга – напіврідке середовище, тому рекомендується використовувати його не для вирощування мікроорганізмів, а в натуральному вигляді, або сконцентрованому в корм тваринам. Але в суміші з рідкими відходами може бути добрим субстратом для виробництва біогазу. Мезга – до 50 % крохмалю, 60 % протеїну. Все це легко перетворюється у метан.

Клітинний сік містить: крохмалю – 10 %, мін. речовин – 14.5 %, решта – інші речовини (мінеральні солі тощо). Все це - у відношенні до СР. Концентрація СР соку становить 6 %. При такій концентрації СР недоцільно упарювання, тим більше – транспортування. Найкращий спосіб використання – як вторинна сировина для біотехнології. Така технологія є на деяких підприємствах, і слід продовжувати її впровадження.

Кукурудзяна мезга – напіврідке середовище, про концентрацію СР не відомо, але її біохімічний склад говорить про те, що цей відхід є добрим середовищем для мікроорганізмів і може бути використана як вторинна сировина для одержання метану і збагачення вітамінами біомаси, а якщо цей відхід змішувати з кукурудзяним екстрактом, можна одержати багато метану. За літературними даними, в % до СР кукурудзяна мезга містить:

 

Таблиця 17 Біохімічний склад відходів крохмале-патокового виробництва

Речовина	Вміст, % до СР
Крупна мезга	Дрібна мезга
Крохмаль	8-12	25-45
Білок	6-9	11-18
Жир	4-7	2-4
Клітковина	40-55	15-25
Розчинні вуглеводи	3-5	4-7
Інші	3-6	2-5

 

Кукурудзяний екстракт одержують при замочуванні кукурудзи. Раніше ми говорили при шляхи його використання. Це дуже цінна поживна речовина, її сушать і використовують в мікробіологічний промисловості для збагачення поживних середовищ. Але раніше ніхто не пробував переробляти його на біогаз. В рідкому кукурудзяному екстракті до 6 5 СР, всі ці речовини розчинні. Тому що екстрагуються в процесі переробки. Звичайно, там немає целюлози та інших нерозчинних речовин. Всі речовини добре придатні для біотрансформації.

Для метанової ферментації кукурудзяний екстракт не треба упарювати, як це роблять в цей час для використання його в мікробіологічній промисловості або в кормових препаратах.

Склад рідкого (натурального) кукурудзяного екстракту наведено у табл.18.

 

Таблиця 18 В Біохімічна характеристика речовин в кукурудзяному екстракті, %

	Вміст
Молочна к-та	0.7-1.2
Азотовмісні речовини в перерахунку на білок (Nх 6.25)	40-52
Жир	1- 3
Крохмаль	До 0.5
Розчинні вуглеводи	22-27
Інші речовини	4-7

 

Ця вторинна сировина наближається, а може бути краще мелясної барди, де органічних сухих речовин біля 5 %, але там є речовини, які не розкладаються мікроорганізмами. Якщо на мелясній барді можна одержати біля 15 м³ біогазу з 1 м³ барди, то з кукурудзяного екстракту вихід метану буде більшим, тобто з 100 м³ екстракту можна одержати 2000 м³ метану, що відповідає 2 т умовного палива. Це значна кількість для покриття енергетичних потреб підприємства.

Запитання для самоперевірки та контролю засвоєння

1. Вміст органічних кислот в мелясній барді.

2. Склад амінокислот мелясно-спиртової барди.

3. Зерно-картопляне спиртове виробництво.

4. Біохімічний склад зерно-картопляної спиртової барди.