Главная
страница
Сведения об авторах
НАПРАВЛЕНИЯ ФИНИШНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ РАСТЕНИЕВОДСТВА
Будаева В. В., Золотухин В. Н., Василишин М. С, Митрофанов Р. Ю., Мотина Е. В., Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук, Бийск, Алтайский край, Россия
Комплексная
переработка возобновляемого
растительного сырья является
важнейшим фактором повышения
эффективности
сельскохозяйственного
производства и получения широкого
спектра ценных материалов для
различных отраслей промышленности.
За последние пять лет в ИПХЭТ СО РАН
проведены работы по двум
перспективным направлениям
использования отходов
растениеводства на примере соломы
злаковых культур:
— разработана технология
кислотно-щелочного гидролиза
соломы с последующим
микробиологическим синтезом белка,
используемого в животноводстве;
— выполнен комплекс
научно-исследовательских и
проектно-конструкторских работ по
совершенствованию технологии
сжигания брикетированной соломы и
созданию соответствующего
котельного оборудования.
Еще одним направлением утилизации
отходов является химическая
переработка с целью получения
товарных продуктов. При этом
коэффициент использования
возобновляемого растительного
сырья достигает 90-95%.
Основные виды отходов
растениеводства, являющиеся сырьем
для производства ценных продуктов,
— плодово-ягодные шроты и жомы, жом
сахарной свеклы, солома злаковых
культур и отходы зернопереработки.
На рисунке представлена схема их
переработки.
Поскольку с точки зрения
химического состава все указанные
отходы можно условно представить в
виде матрицы, содержащей
экстрактивные вещества (водо- и
жирорастворимые), пектиновые
вещества, биополимеры (лигнин и
целлюлозу), полная химическая
переработка заключается в
постадийном извлечении нативных
(не претерпевающих химической
деструкции) веществ.
В ИПХЭТ СО РАН накоплен богатый
производственный опыт комплексной
переработки растительного сырья
Сибири и Дальнего Востока. В
частности, разработан и внедрен
оригинальный экологически
безопасный способ получения
биологически активных экстрактов
из отходов плодово-ягодной
переработки, содержащих
флавоноиды. Данная технология
предусматривает возможность
получения
высокоэтерифицированного
плодово-ягодного пектина без
традиционной стадии подготовки
сырья на базе стандартной схемы
выделения пектинов.
Кроме того, в результате химической
переработки соломы овса выделены
жировосковая фракция, содержащая
ненасыщенные жирные кислоты и
хлорофилл, и низкоэтерифицированный
пектин. Состав и свойства этих
новых продуктов в литературе не
представлены. Получен также
водорастворимый экстракт,
проявляющий свойства
классического регулятора роста
культурных растений.
Не менее интересными для
переработки являются и
растительные полимеры. Срок
формирования биополимеров лигнина
и целлюлозы недревесного сырья
составляет всего 3—6 месяцев,
поэтому условия «разборки»
недревесной матрицы намного мягче.
В последнее время появились
сообщения о физиологической роли
травянистых лигнинов и ценных
свойствах целлюлозы в решении
экологических проблем В этом
направлении ИПХЭТ СО РАН
разрабатывает способы выделения
лигнина из травянистых растений с
использованием
опытно-промышленного оборудования.
Совместно с Уральским
государственным лесотехническим
университетом (Екатеринбург)
разрабатываются методы получения
недревесных беленых целлюлоз. На
схеме (см. рис.) это последняя стадия
переработки с получением очищенной
целлюлозы, которая может найти
широкое применение в народном
хозяйстве и частично заменить
дефицитную хлопковую. Кроме того,
целлюлоза из овсяной соломы может
быть использована в качестве
подложки для создания нового
поколения нанофильтров, а также при
определенной обработке — как
высококачественный
влагоудерживающий материал. При
соответствии нормативам СанПиН
данная целлюлоза может быть
использована в производстве
функционального питания,
содержащего пищевые волокна.
Направления финишной переработки отходов растениеводства
Авторы отмечают
перспективность и таких
современных направлений
использования биомассы, как
получение биоэтанола, выделение
аморфного оксида кремния.
Спрос на топливный этанол,
получаемый из отходов
целлюлозосодержащего сырья,
позволяет предложить для
переработки не только отходы,
приведенные на рисунке, но и
промежуточные продукты в схеме
постадийной переработки, в
частности лигноуглеводный
комплекс до и после извлечения из
него лигнина. В рамках программы
«Бийск — наукоград РФ» с участием
института рассматривается вопрос
реализации проектов по получению
биодизеля из рапсового масла и
биоэтанола из недревесной
биомассы.
Особое внимание при исследовании
постадийной химической
переработки отходов уделяется
методам интенсификации процессов
извлечения целевых продуктов с
использованием современных
технологий мембранного
концентрирования и сушки.
Таким образом, достигнуты
определенные успехи в исследовании
финишной переработки отходов
растениеводства с целью расширения
ассортимента востребованных
продуктов. Обозначены необходимые
принципы реализации разработок:
универсальность, соответствие
экологическим требованиям к
продуктам и производству,
ориентация на местные виды отходов.
Работа выполнена в рамках проекта
Объединенного ученого совета по
химическим наукам СО РАН «Научные
основы химических технологий
переработки возобновляемого
растительного сырья».
TRENDS IN AGRICULTURAL CROP PRODUCTION WASTE RECYCLING
Budaeva V. V., Zolotukhin V. N., Vasilishin M. S., Mitrofanov R.Yu, Motina E.V., Institute for Problems of Chemical and Energy Technologies, the Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Byisk, Altai, Russian Federation
The paper identifies and describes the
current trends in agricultural crop production waste (fruit
processing wastes and oilcakes, sugar-beet bagasses, grain crop
straw, grain processing wastes (husk)) recycling to produce a
broad range of useful products: bio-ethanol, amorphous silicon
oxide, flavono-id-containing fruit extracts, pectines of varying
etherification, adipocere fraction from grain crop straw
containing unsaturated fatty acids and chlorophyll compounds,
biological polymers of a large range of application in food
industry, cosmetic industry and medicine (lignines and cellulose
from crop sources specified above).
Будаева Вера
Владимировна, канд. хим.
наук, руководитель группы
биоконверсии, Институт проблем
химико-энергетических технологий
Сибирского отделения РАН (ИПХЭТ СО
РАН), ул. Социалистическая, 1, Бийск,
Алтайский край, 659322, Россия. Тел. (3854)
30-59-85, факс: (3854) 23-26-72, 31-13-09. E-mail
Золотухин Владимир
Николаевич, канд. техн. наук,
ст. науч. сотр., группа биоконверсии,
Институт проблем
химико-энергетических технологий
Сибирского отделения РАН (ИПХЭТ СО
РАН), ул. Социалистическая, 1, Бийск,
Алтайский край, 659322, Россия. Тел. (3854)
30-44-73, факс: (3854) 23-26-72, 31-13-09
Василишин Михаил Степанович,
канд. техн. наук, руководитель
лаборатории, Институт проблем
химико-энергетических технологий
Сибирского отделения РАН (ИПХЭТ СО
РАН), ул. Социалистическая, 1, Бийск,
Алтайский край, 659322, Россия. Тел. (3854)
30-48-37, факс: (3854) 23-26-72, 31-13-09
© Независимое агентство экологической информации
Последние изменения внесены 12.07.07