СОЗДАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ ПО ОТХОДАМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПЕРЕРАБОТКИ

СОЗДАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ ПО ОТХОДАМ CЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПЕРЕРАБОТКИ

Будаева В. В., Золотухин В. Н., Митрофанов Р. Ю., Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук, Бийск, Алтайский край, Россия

Отходы сельскохозяйственной переработки (недревесное целлюлозосодержащее сырье) составляют наибольшую группу ежегодно возобновляемого растительного сырья. Мировые потенциальные объемы однолетних растений и сельскохозяйственных отходов — 2,5 млрд т/год, в том числе соломы пшеницы, риса и ржи — 1 255,0 млн т/год.

В Алтайском крае ежегодный урожай соломы злаковых культур (пшеницы, овса, ржи и ячменя) воспроизводится в пределах 7,5–8,5 млн т. Кроме того, образуются следующие целлюлозосодержащие отходы:
— 2–3 млн т плодовых оболочек злаков после переработки зерна на элеваторах;
— 2,5 млн т костры на предприятиях, перерабатывающих лен;
— 1 млн т отходов переработки дикорастущих и садовых плодов и ягод;
— 0,5 млн т скорлупы кедрового ореха.

Для учета целлюлозосодержащих отходов ИПХЭТ СО РАН ведет работы по созданию базы данных, которая включает объемы образования сырья, его характеристику (химический состав), а также сведения о местах образования и переработки.

В таблице приведен перечень исследованных отходов (20 объектов) и их качественный состав.

Состав отходов переработки растительного сырья

Отход	Год	Место образования	Качественный состав
Солома овса	2005	ЗАО «Заозерный»	Жировосковая фракция, пектин, водные экстракты соломы ВЭС* и ВЭС_С*, лигнин, волокнистый материал, беленая целлюлоза
	2006	ЗАО «Заозерный»
	2006	ЗАО «Промышленный»
Солома пшеницы	2006	ЗАО «Заозерный»	Жировосковая фракция, пектин, водные экстракты ВЭС и ВЭС_С, лигнин, волокнистый материал
Солома ячменя	2006	ЗАО «Заозерный»
Шелуха овса	2006	ОАО «Бийский элеватор»	Жировосковая фракция, водные экстракты ВЭС и ВЭСс, лигнин, волокнистый материал
Шрот облепихи после экстракции органическим растворителем	2006	–	Флавоноидсодержащий комплекс, пектин, целлюлоза
Шрот облепихи после экстракции органическим растворителем	2007	–	Флавоноидсодержащий комплекс, пектин, целлюлоза
Жом облепихи, калины, черноплодной рябины, смородины	2006	ООО «Арония»	Масло, флавоноидсодержащий комплекс, пектин, целлюлоза
Жом облепихи, калины, черноплодной рябины, смородины	2007	ООО «Арония»	Масло, флавоноидсодержащий комплекс, пектин, целлюлоза
Скорлупа кедрового ореха	2005	ООО «Специалист»	Водно-спиртовый экстракт, лигнин, целлюлоза
Скорлупа кедрового ореха	2006	ООО «Специалист»	Водно-спиртовый экстракт, лигнин, целлюлоза
Околоплодная оболочка кедрового ореха	2005	ООО «Специалист»	Жировосковая фракция, флавоноидсодержащий комплекс, целлюлоза
Околоплодная оболочка кедрового ореха	2006	ООО «Специалист»

* ВЭС — водный экстракт соломы, полученный кипячением в 0,2 М растворе соляной кислоты в течение 4 ч.
** ВЭСс — перед кипячением солому обрабатывали 1%-ным раствором NaOH в этиловом спирте.

Количественные исследования хлорофилла и жирнокислотного состава жировосковых фракций, а также пектиновых веществ соломы злаков показали, что массовое содержание хлорофилла, ненасыщенных жирных кислот и пектина не изменяется в течение первых 3 месяцев хранения урожая и резко уменьшается (в 2 раза и более) в течение последующих 6 месяцев. Валкованную солому хранили под крышей при естественной температуре и влажности.

В соломе пшеницы, овса, ячменя и ржи урожаев 2005–2006 гг. содержание целлюлозы находится в пределах 33–47 % и не зависит от способа сбора, транспортировки и хранения. Эти данные подтверждают перспективность использования соломы злаков в качестве коротковолокнистого сырья. Еще более важное направление использования соломы злаков и других целлюлозосодержащих отходов — получение биоэтанола. Стоимость этанола, производимого из сахар- и крахмалсодержащего сырья, составляет 0,3–0,5
дол. США/кг. Утилизация целлюлозосодержащего сырья позволит снизить стоимость этанола на 25 %.

Особенность разрабатываемой ИПХЭТ технологии комплексного использования недревесного целлюлозосодержащего сырья — постадийная химическая и ферментативная переработка, позволяющая получить серию товарных продуктов.

На рисунке приведены три направления использования соломы злаковых культур.

В результате исследований по использованию соломы злаковых культур для производства кормов разработана технология щелочно-кислотного гидролиза соломы с последующим микробиологическим синтезом белка. Кормовая ценность соломы повышена в 2,0–2,4 раза (ржаной — с 0,23 до 0,55 к. е., овсяной — с 0,20 до 0,76 к. е.), а расход агрессивных химических реактивов уменьшен в 10 раз.

Благодаря простоте и универсальности наиболее распространена технология сжигания соломы в виде больших цилиндрических брикетов. Разработаны конструкция и полный комплект технической документации на водогрейный котел с колосниковой решеткой и тепловой мощностью 0,53 МВт, использующий в качестве топлива солому.

Технология постадийной переработки целлюлозосодержащего сырья для получения этанола и сопутствующих товарных продуктов находится в стадии активной разработки. Создание базы данных по сельскохозяйственным отходам позволяет оценить объем сырья и количество биоэтанола, которое можно ежегодно производить на территории края, — 2,8 млн т.

Budaeva V. V., Zolotukhin V. N., Mitrofanov R. Yu., Institute for Problems of Chemical and Energy Technologies, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Byisk, Altai Krai, Russia

The paper provides the description of agricultural waste generated in 2005–2007 at the Altai agro-industrial enterprises. The available information has been used to create a database for accounting the arisings of recyclable non-wood cellulose-rich materials.

Будаева Вера Владимировна, канд. хим. наук, руководитель группы биоконверсии, Институт проблем химико-энергетических технологий СО РАН (ИПХЭТ СО РАН), ул. Социалистическая, 1, Бийск, 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 СО РАН (ИПХЭТ СО РАН), ул. Социалистическая, 1, Бийск, 659322, Россия. Тел. (3854) 30-44-73, факс: (3854) 23-26-72, 31-13-09. E-mail
Митрофанов Роман Юрьевич, канд. хим. наук, науч. сотр., группа биоконверсии, Институт проблем химико-энергетических технологий СО РАН (ИПХЭТ СО РАН), ул. Социалистическая, 1, Бийск, 659322, Россия. Тел. (3854) 30-25-81, факс: (3854) 23-26-72, 31-13-09. E-mail