Главная страница
Сведения об авторах

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ОТХОДОВ В КАЧЕСТВЕ КОРМА ДЛЯ ЖВАЧНЫХ ЖИВОТНЫХ

Скурыдин Ю. Г., Середа Г. И., ООО «Регион-Сервис», Барнаул, Россия

Среди отходов органической природы особое место занимает лигноцеллюлоза — весьма ценное сырье для последующей переработки в полезные продукты. Известно немало технологий, позволяющих успешно решать проблему эффективной утилизации отходов растительного происхождения. Однако до настоящего времени способы рациональной утилизации отходов лесопильного производства и сельскохозяйственного растениеводства на сколь-либо серьезном уровне в России не представлены. Такая ситуация особенно характерна для восточных регионов страны, где наличие огромных запасов недорогой деловой древесины не способствует внедрению и развитию технологий переработки образующихся отходов. Традиционные способы утилизации отходов зачастую основаны лишь на их сжигании в виде котельного и печного топлива. При этом, как правило, неизбежны стадии предварительной подготовки сырья — брикетирования или грануляции.
Между тем, древесина, как и отходы ее переработки, благодаря сложному химическому составу, может быть успешно использована для получения ценных веществ, пригодных для дальнейшего использования. Известно, что одним из компонентов, образующих древесинное вещество, является целлюлоза. В свою очередь, именно целлюлоза растительной ткани является основным питательным веществом в составе корма для жвачных животных. Жвачные животные, например коровы, овцы и козы, могут употреблять и переваривать целлюлозосодержащие продукты — различные растительные ресурсы, такие как травы, благодаря целлюлолитическим ферментам желудка. Однако их способность разлагать целлюлозу на питательные вещества существенно зависит от природы корма. К примеру, организм жвачных животных не способен непосредственно усваивать такой материал, как нативная (природная) древесина, лузга или солома, помимо целлюлозных компонентов содержащий в своем составе большое количество лигнина. Если же лигнин удален, оставшаяся целлюлоза и гемицеллюлозы (углеводы) легко и полностью перевариваются в желудке. Причины неперевариваемости лигноцеллюлозных материалов полностью не поняты до сих пор. При этом полное или частичное удаление лигнина из структуры растительной ткани не является обязательным для достижения перевариваемости. Лигнин сам по себе не токсичен и безвреден для животных. Однозначно лишь, что его присутствие в нативном виде делает такую пищу непригодной с точки зрения энергетической ценности. Наиболее вероятной гипотезой представляется выполнение лигнином роли своеобразного физического барьера, преграждающего доступ целлюлолитическим желудочным ферментам к молекулам целлюлозы и гемицеллюлоз в исходной древесине. Целлюлолитические ферменты испытывают затруднения в достижении необходимого доступа к молекулам целлюлозы и деградации химических связей.
Кроме того, причиной недоступности целлюлозы в нативной древесине может являться ее существенно большая степень кристалличности по сравнению с гидролизованной, а также увеличенная длина цепочки молекулы в комбинации с лигнином в виде единого лигноцеллюлозного комплекса. Любое из этих условий может блокировать атаку целлюлолитических ферментов.
Таким образом, частичная или полная делигнификация либо перевод нативного лигнина в модифицированную форму позволяют существенно увеличить доступность древесной целлюлозы и гемицеллюлоз для ферментативного разложения в желудке. Это переводит древесину (древесные отходы) из разряда абсолютно неценного кормового продукта в категорию значимых животных кормов.
Одним из эффективных способов, позволяющих осуществить процесс делигнификации природной древесины, является высокотемпературный автогидролиз. При его воздействии происходит глубокая трансформация молекулярного строения нативного (природного) лигнина с переходом его в принципиально иную — низкомолекулярную — форму. Кроме того, при этом существенно (иногда в несколько раз) увеличивается содержание углеводной части материала. Продукт, получаемый из древесины методом автогидролиза, может быть использован для корма животных непосредственно в том виде, в каком он был получен.
В ООО «Регион-сервис» разработана опытная полупромышленная установка для непрерывного гидролиза растительных материалов. Проведена работа по изучению воздействия высокотемпературного гидролиза на разные виды растительных отходов; на основе полученных результатов разработаны режимы обработки, позволяющие достичь максимальной глубины разложения лигнина без сколь-либо существенной деструкции целлюлозы. Пример результатов исследования кормовой ценности гидролизованной и высушенной лигноцеллюлозной массы, полученной из сосновых опилок, показан в таблице.

Кормовая ценность лигноцеллюлозной массы

Анализ результатов показывает, что древесинное вещество, подвергнутое гидролитической обработке, может быть успешно использовано как компонент кормовой смеси в рационе жвачных животных. Примечательно, что в качестве исходного сырья для получения кормов пригодны любые целлюлозосодержащие вещества — опилки древесины хвойных и лиственных пород, лузга, солома, скорлупа орехов, кукурузная кочерыжка и т. п.
Разработка и совершенствование технологии утилизации отходов растительного происхождения, основанной на глубокой трансформации лигноцеллюлозного комплекса, позволяют наряду с решением экологических проблем обеспечить производство дешевого корма для сельскохозяйственных животных. Полученные результаты свидетельствуют о возможности организации процесса эффективной утилизации отходов в непосредственной близости от места их накопления — в коллективных и фермерских хозяйствах, животноводческих комплексах.

THE USE OF LIGNOCELLULOSE WASTE TO PRODUCE FODDER FOR CATTLE

Skurydin Yu. G., Sereda G. I., Region-Service Ltd, Barnaul, Russia

The experimental equipment for continuous hydrolysis of vegetal matter has been developed. The effects of high-temperature hydrolysis on various vegetal wastes have been examined. The nutritive value of hydrolyzed lignocellulose mass generated from pine-tree sawdust was assessed in comparison with that of the input wooden material. The study has demonstrated that the hydrolytically treated wooden material can be successfully used as food component for ruminant animals.

Главная страница

Сведения об авторах

Скурыдин Юрий Геннадьевич, канд. техн. наук, зам. директора по внедрению новых технологий, ООО «Регион-Сервис», ул. Северо-западная, 2, Барнаул, 656002, Россия. Тел. (3852) 77-45-70. E-mail
Середа Геннадий Иванович, канд. техн. наук, генеральный директор, ООО «Регион-Сервис», ул. Северозападная, 2, Барнаул, 656002, Россия. Тел. (3852) 77-45-70. E-mail

© Независимое агентство экологической информации

Последние изменения внесены 10.07.07