Микробиологическая переработка органики –эффективный способ получения кормов из отходов
Как известно, любое животное питается не травой, картошкой, комбикормом, а продуктами в виде молекул, атомов. Используя эти простейшие вещества, организм получает энергию для своей жизнедеятельности и материал для построения своего тела
Все продукты превращают в усвояемые организмом вещества микроорганизмы, находящиеся в желудке и кишечнике. Более того после завершения своей миссии, очень большая доля " тружеников невидимого фронта" растворяется ферментами организма-хозяина и тоже употребляется им на строительство своих клеток.
Вот такой симбиоз. Животные в своем желудке обеспечивают микробам условия для роскошной жизни ( постоянная и оптимальная для развития температура кислотность. доступная и в больших количествах еда),ну а микробы дают для организма животного необходимые тому простые для употребления молекулы, ферменты и т. д.
Кормя животных, мы кормим, по существу, в первую очередь микроорганизмы, чтобы они вырабатывали нужные вещества.
Организм строит белки своих клеток из аминокислот определенной структуры. Хотя видов аминокислот не так уж много ,их количественное соотношение ( аминокислотный состав) в кормах обычно не соответствует оптимальному для построения клеток "хозяина"
Белки растительного происхождения имеют наихудшее распределение аминокислот, а вот белки животного происхождения, из которых построено тело микроба, по аминокислотному составу почти полностью совпадают с белками животных. В связи с этим организм "хозяина" ,растворив клетку микроба, строит из его материала свою клетку почти без отходов и затрат энергии
Получается .что чем больше микробов в корме для животного. тем он более полезный, более сытный для организма
Экспериментально установлено абсолютно точно, что реальная питательность кормов, даже концентрированных, гораздо меньше возможной. Вызвано это тем, что доступность питательных веществ для микроорганизмов, находящихся в желудке крайне низкая и в навоз уходит до 70 % питательных веществ За время нахождения пищи в желудке микробы просто не успевают добраться до всех запасов, закрытых в растительных клетках, защищенных прочной оболочкой. И это в материале, измельченном до размеров 200-500 мк.
Проблемы, ограничивающие эффективность преобразования исходного сырья в желудке животных, можно просто устранить, используя современные научные знания и технологии
Специалисты ВЕСНА» предлагают использовать в качестве калорийных высокобелковых кормов, имеющих улучшенный аминокислотный состав, водные биосуспензии невысокой влажности, состоящие из микроорганизмов, продуктов их жизнедеятельности и частично модифицированного исходного органического сырья
Такой корм может получить любой сельхозпроизводитель от дачника до агрохолдинга, установив в своих хозяйствах наши биореакторы.
Исходным сырьем для такого биореактора является любой органический материал растительного происхождения (опилки, солома, сено, листья ,навоз, помет).
На выходе получается сметанообразная масса без запаха, нейтральной кислотности, лишенная всяких вредных микробов, глистов и т. д. ( их всех съели "наши") Такой корм является идеальным для животных с однокамерным желудком (свиней) Он гораздо лучше всяких комбикормов на основе зерна. При высушивании и гранулировании можно кормить птицу. В качестве пойла можно давать и КРС
Теоретически можно довести долю ( по весу) микробов в биосуспензии до 50 и более % .Содержание белка в микроорганизмах около 60-70 % Получается : содержание перевариваемого протеина в корме до 30--35%,т. е как в сое. Но в нашем корме наиболее оптимальный аминокислотный состав и нет вредных ( как в сое) ингредиентов
Наиболее реальная концентрация микробов в конечном продукте -30%. Получается что сухое вещество такого корма по питательности ( 07-1.1 К. Е.) и по содержанию перевариваемого протеина (около 18-20%) будет похоже на горох
Биореактор, по сути - это большой "желудок" в котором, во первых, микробы перерабатывают несъедобный для животных корм в легко усвояемые вещества, во - вторых сами размножаются, увеличивая свою биомассу.
В биореакторе тоже создаются самые лучшие условия для развития микробов: и температура и качество корма и его количество. Обеспечивается доступность путем тщательного измельчения исходной биомассы и ее перемешивания Поэтому микробы размножаются в огромных количествах. Их биомасса увеличивается в два раза каждый час.
Если исходный материал измельчить до приемлемых размеров ( до размеров при которых клетка разрушается ) то высвобождаются почти половина белка, нужного для роста микроорганизмов и множество других веществ. .
Однако, в исходном сырье ( как правило растительного происхождения) довольно мало одного из основных химических элементов для создания белков из которых создаются тела микробов - азота. В связи с этим рост количества микроорганизмом просто останавливается при исчерпании лимита азота некоторых других химических элементов. Чтобы этого не происходило, предусматривается загрузка азотсодержащих и некоторых других химических реагентов.
При избытке белка( особенно в отходах птицефабрик) нарушается отношение азота и углерода, уже в другую сторону и выход газа тоже отклоняется от оптимума( в этом случае наоборот необходимо добавлять отощающие добавки. ,(опилки, солому)
В установке микробиологического получения кормов весь материал подвергается измельчению до размеров менее 100микрон, при среднем -30 микрон ( в этом случае скорость и степень микробиологического преобразования исходного сырья максимальны ). Измельченный материал нагревается до определенной температуры, которая стабильно поддерживается в течение процесса.
Оптимальная влажность зависит от вида сырья и определяется опытным путем. Обычно она имеет значения 75-85%
В качестве основы микробного продукта выбраны метановые бактерии, которые «работают» в условиях полной герметичности реактора, т. е наружу не выделяются никакие газы с неприятным запахом, нет никаких потерь питательных веществ, в том числе и азота. В процессе жизнедеятельности микробов выделяется большое количество метана, который можно использовать в качестве топливного газа. Размножение микробов идет в темноте и без доступа кислорода при температуре более 50 *С. ,при которой происходит полная стерилизация материала
Весь исходный материал имеет полный набор микроорганизмов, которые заражают его через воздух. Часть из них развивается, часть находится в спящем состоянии в виде спор( аналог семян). При изменении условий часть бактерий погибает, часть переходит в спящее состояние. А часть, условия жизни которых стали благоприятны, просыпается и начинает активно размножаться, используя в качестве корма и споры других бактерий.
Создав в биореакторе определенные условия. мы тем самым пробуждаем нужные нам бактерии, которые в процессе жизнедеятельности создают метан. Правда, чтобы процесс метаногенеза шел быстро надо, чтобы в реакторе "работали" миллионы бактерий. Они есть в нужном количестве в навозе, а вот на их появление в опилках и других материалах требуется время ( время разгона реактора).Можно сразу каждый раз добавлять закваску в виде навоза, а можно как у нас оставлять часть перебродившего материала в биореакторе в качестве закваски. Т. е один раз запустили. а потом он работает в стабильном режиме. Надо только не менять кислотный и температурный режим. а то начнут развиваться другие микробы и "наших" съедят.
Надо стараться выдержать оптимальное соотношение азота и углерода. Если азота мало –добавлять, а если наоборот –уменьшать его концентрацию, добавлять отощающие добавки.
Ежесуточно необходимо удалять полученный жидкий продукт и постоянно откачивать в накопительную емкость выделяющийся газ. После очистки рабочего объема биореактора, туда загружается новая партия сырья и процесс повторяется.
Отличие нашей технологии от широко распространенной за границей технологии производства т. н. биогаза ( неочищенной смеси газов) заключается в более высокой скорости выделения метана из исходного сырья ( в 20-40 раз быстрее),более полном использовании сырья и значит получении большего количества газа из единицы массы исходного материала и возможности использовать выходящую суспензию в качестве корма для животных. а не только удобрения, обязательной очистке газа от примесей (концентрации метана),в том числе от сероводорода. работе при повышенном давлении.
Все это позволяет резко снизить (в десятки раз) размеры технологического оборудования, исключить некоторые операции, обеспечить получение сжатого природного газа высокого качества., который сразу можно направлять в газо-поршневые установки для получения тепла и электрического газа, реализовать в баллонах населению для бытовых нужд, автомобилистам. При необходимости возможно получение и концентрация под большим давлением чистого углекислого газа ( например для теплиц)
Состав установки
А. Биореактор-термостат с устройствами измельчения, перемешивания, гомогенизации выгрузки шлама, вентиляции. нагрева и очистки биогаза
Биореактор - термостат устанавливается в помещении сарае коровнике, свинарнике, пристрое к дому, таким образом, чтобы удобно было загружать исходное сырье и выгружать шлам.
Б. Ресивер ( хранилище газа) с устройством закачки газа под давлением до 25 атм ( компрессором)
Ресивер находится вне помещений на некотором расстоянии до 5 и более м от жилья (построек, могущих загореться)
Биореактор и ресивер соединяются трубопроводом низкого давления 0.8-1.2 атм.
Ресивер и водонагреватель также соединяются трубопроводом низкого давления до 1.5 атм
Биореактор, ресивер, оба трубопровода утеплены.
Рабочая температура внутри биореактора 52-58*С
Температура биогаза в ресивере - не менее 30*С и не более 75*С
Энергозатраты зависят от многих факторов. Обычно они не превышают 15% энергоемкости получаемого газа, так как нет затрат энергии на обогрев реактора.
Цена оборудования по нашей технологии минимум в 1.5-2 раза меньше цены малообъемных ( бытовых) и до 5 раз меньше цены крупнотоннажных обычных установок с таким же суточным объемом переработки сырья. Они занимают меньше места, более удобны в эксплуатации На выходе дают не удобрения(в виде гумуса),а корм для скота. Окупаемость установок не 5-10 лет как у обычных, а 2 -2.5 года если считать только по кормам и 1-1.5 если считать общий доход, с учетом реализации топливного газа(стоимость 4-5 руб./м3)
Получаемый жидкий корм можно с использованием тепла от сжигания газа, высушивать гранулировать. Такой корм практически не портится.
Можно представить, какова будет рентабельность производства мяса, если вместо покупки комбикорма брать навоз или помет, который не знают куда деть. В производстве свинины 70-80 % составляют затраты на корм. Получается. если навоз и помет бесплатные ,себестоимость мяса на бесплатном корме-20 % обычной себестоимости. При реализации мяса по рыночной цене рентабельность производства свинины - несколько сотен процентов.
