Сравнительная оценка эффективности работы биореактора в теплице и на улице (стр. 2 )

Имея животноводческие фермы и овощехранилища, вермихозяйства могут складировать пивную дробину на нужное время с целью превращения в компост. Это важный момент, поскольку хранение пивной дробины должно проводиться на специально оборудованных площадках с соблюдением всех эколого-гигиенических правил и норм и оформляется по специальному разрешению.

Искусственное (интенсивное) культивирование гриба вешенки обыкновенной ( Pleurotus ostreatus ) в последнее время получило широкое распространение. и разработан субстрат для выращивания съедобного гриба вешенки обыкновенной, содержащий свежую пивную дробину (со сроком хранения не более 2-х суток). Внесение пивной дробины в субстрат, содержащего солому и лузгу, способствует увеличению урожайности грибов до 70% и повышению в них содержания белка в 1,2 раза и жира в 2,4 раза [8].

Пивная дробина находит свое применение и как органическое удобрение в овощеводстве. Практическое использование солодовой дробины при выращивании растений дает неплохие результаты. Солодовая дробина стерильна от сорняков, пригодна как источник азота и фосфора с обязательным компостированием. Пивная дробина уже содержит уксусную кислоту и сопутствующую микрофлору, а после внесения в почву дробина является полезным компонентом, при этом кислота вызывает подкисление, а вносимая микрофлора - структурирование почв. Данные по измерению кислотности до внесения и после показали, что pH изменилась на 1,08 единицы, что считается незначительным отклонением от нормы. Варианты использования дробины различны: под перекопку, в различных пропорциях; как мульча. После внесения солода он начинает «гореть». В литературных источниках указано, что подогрев грунта на ранних этапах выращивания рассады позволяет значительно улучшить здоровье и темп роста рассады. Для выращивания рассады гораздо важнее поддерживать температуру почвы, нежели температуру окружающего воздуха. Подогрев почвы до благоприятной температуры (22-25С° для проращивания семян; 15-18С° для рассады) является стимулятором корнеобразования рассады. Урожайность опытных участков выше контрольных на 15% [6].

3.  ПРОБЛЕМА УТИЛИЗАЦИИ ПИВНОЙ ДРОБИНЫ В РОССИИ

На предприятиях пивоваренной промышленности России, а их более 400, ежегодно скапливается большое количество дробины влажностью 70-80%, которая содержит в среднем более 20% сухих веществ с высоким уровнем протеина (12-15%), превышающим почти в 3 раза его содержание в ячмене. Традиционно пивоваренные заводы России отличаются от таковых развитых стран, где в технологической цепочке заложена операция по сушке пивной дробины. Пивная дробина там является полноценным продуктом производства и находит широкое применение. В то же время на полигонах пивоваренных предприятий России в настоящее время скопились сотни тысяч тонн пивной дробины. Эта смесь растительных и микробных белков, сложных углеводов, органических кислот и других веществ, складированная на открытых площадках и в котлованах полигонов, уже на третий день выделяет в биосферу ядовитые продукты гидролиза и гниения (в том числе газы с дурными запахами – скатол, индол, аммиак). В таком состоянии отходы способны лежать в «могильниках» до 50 лет, активно загрязняя биосферу своими выделениями.

Трудно признать удачной идею простой утилизации пивной дробины на полигонах: Во-первых, это негативно влияет на экологию, во-вторых, согласно статье 16 Федерального закона от 01.01.2001 г. №7-ФЗ «Об охране окружающей среды», негативное воздействие на окружающую природную среду является платным. При этом обращает внимание тот факт, что природопользователь платит дважды:

•  за размещение негативно воздействующих на окружающую среду отходов на свалке - в федеральный (20%) и краевой (80%) бюджеты;

•  за сбор и вывоз отходов на полигон – предприятию, которое оказывает эти услуги (затраты на перевозку отходов довольно высоки).

Порядок исчисления и взимания платы за негативное воздействие на окружающую среду установлен рядом законодательных актов Российской Федерации. Согласно приложению к приказу МПР России от 01.01.2001 г. № 000 «О внесении дополнений в Федеральный классификационный каталог отходов», тринадцатизначный код 111_403_00_01_99_5 определяет пивную дробину как вид отходов, характеризует ее общие классификационные признаки. Первые восемь цифр используются для кодирования происхождения отхода (111_403_00 – отходы производства пищевых продуктов), девятая и десятая цифры – для кодирования агрегатного состояния и физической формы (01 – твердый), одиннадцатая и двенадцатая цифры – для кодирования опасных свойств и их комбинаций (99 – опасные свойства отсутствуют), тринадцатая цифра – для кодирования класса опасности для окружающей природной среды (5 – V класс опасности) [3].

Степень вредного воздействия пивной дробины на природную среду котируется как очень низкая, при которой экологическая система практически не нарушена. На основании этого в пределах установленных лимитов размещения отходов пивной дробины за 1 куб. метр природопользователь должен заплатить 15 рублей, а с учетом коэффициента, учитывающего экологические факторы и для Центрального экономического района РФ, имеющего значение 1,6 – 24 рубля. В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 01.01.2001 г. № 000 «О правилах разработки и утверждения нормативов образования отходов и лимитов на их размещение» природопользователи обязаны разрабатывать нормативы предельно допустимых выбросов, сбросов, образования и лимитов на размещение отходов, согласовывать соответствующую проектную документацию в контролирующих и надзорных органах и учреждениях и утверждать в Главном управлении природных ресурсов и охраны окружающей среды. В случае отсутствия у природопользователя соответствующих разрешений или превышения лимитов вся величина негативного воздействия считается сверхлимитной, а при расчете платы к базовому нормативу применяется повышающий коэффициент 5, то есть за размещение 1 м³ пивной дробины на свалке предприниматель должен заплатить 100 руб.

До момента транспортировки отходов пивной дробины на полигон она хранится на промплощадке предприятия. Нарушение предельного количества временного накопления на территории предприятия, сроков вывоза отходов сопряжено с наложением штрафных санкций. Внесение платы за загрязнение окружающей природной среды не освобождает природопользователей от выполнения мероприятий по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов, а также от возмещения в полном объеме вреда, причиненного окружающей природной среде, здоровью и имуществу граждан, народному хозяйству загрязнением окружающей природной среды.

Плата за услуги по сбору, переработке, обезвреживанию отходов также должна стимулировать производителей, владельцев (распорядителей) отходов на деятельность по использованию отходов как самостоятельно в виде вторичного сырья, так и по передаче отходов другим субъектам для их использования. Вторичное сырье – отходы, которые могут повторно использоваться в хозяйственной деятельности в настоящее время или в ближайшей перспективе с учетом технических возможностей и экономической целесообразности. Плата (тарифы) за услуги по сбору, переработке, обезвреживанию и размещению отходов определяется в зависимости от видов отходов, технической возможности и экономической целесообразности соответствующих мероприятий, экологической обстановки и хозяйственных интересов территории. Необходимо знать, что далеко не все полигоны принимают на захоронение отходы, которые могут повторно использоваться в хозяйственной деятельности, и затраты на перевозку оказываются поэтому весьма велики.

Пивоваренные заводы заинтересованы в продаже пивной дробины, особенно в теплый период года, когда она подвержена интенсивному разложению с массой неблагоприятных эффектов. Сбыт пивной дробины осуществляется по договорной цене (по цене 36-40 рублей за 1 тонну конфиденциальная информация).

Следовательно, пивоваренным заводам РФ экономически не выгодно отправлять пивную дробину на свалку. Остается одно: такие отходы следует перерабатывать самостоятельно или продавать другим организациям. В условиях российской действительности последнее выглядит предпочтительнее. Однако желающих приобрести пивную дробину у российских пивоваров мало. Тому причиной незнание всего потенциального спектра ее применения, слабая технологическая оснащенность и российский менталитет.

4.  БИОРЕАКТОР И ПРИНЦИП ЕГО ДЕЙСТВИЯ

Биореактор - это прибор, который осуществляет перемешивание культуральной среды в процессе микробиологического синтеза. Применяется в биотехнологической промышленности при производстве лекарственных и ветеринарных препаратов, вакцин, продуктов пищевой промышленности.

Различают механические, аэрлифтные и газо-вихревые биореакторы, а также аэробные (с подачей воздуха или газовых смесей с кислородом), анаэробные (без подачи кислорода) и комбинированные – аэробно-анаэробные.

Принцип действия биореактора.

Назначением всякого биореактора является создание оптимальных условий для жизнедеятельности культивируемых в нём клеток и микроорганизмов, а именно обеспечивать дыхание, подвод питания и отвод метаболитов путём равномерного перемешивания газовой и жидкой составляющих содержимого биореактора.

В механическом биореакторе перемешивание осуществляется механической мешалкой, что приводит к недостаточно равномерному перемешиванию с одной стороны, и к гибели микроорганизмов с другой.

В аэрлифтном биореакторе перемешивание осуществляется за счёт продувки газовой фазы через жидкость (барботажное перемешивание), что не всегда обеспечивает достаточно интенсивное перемешивание и приводит к нежелательному пенообразованию.

В биореакторе газовихревого типа перемешивание осуществляется квазистационарным потоком с осевым противотоком, который создаётся аэрирующим газовым вихрем за счёт перепада давления над поверхностью и силы трения воздушного потока о поверхность суспензии.

Пионером методологии непрерывного культивирования микроорганизмов в СССР был .

Назначением всякого биореактора является создание оптимальных условий для жизнедеятельности культивируемых в нём клеток и микроорганизмов, а именно обеспечение дыхания, подвод питания и отвод метаболитов путём равномерного перемешивания газовой и жидкой составляющих содержимого биореактора.