Физикохимични основи на преработката на растителни суровини. Описание на технологиите

Изобретението се отнася до областта на производството на газообразни, течни и/или твърди горива и може да се използва при обезвреждане на растителни отпадъци на основата на лигнин, нишесте, целулоза, полиоза, хумусни съединения или техни производни. Преработката на растителни суровини, избрани от суровини на базата на лигнин, хуминови киселини, целулоза, нишесте, полиоза или техни производни, за получаване на газообразни, течни и твърди горивни смеси се извършва чрез суха дестилация с едновременно излагане на йонизиращо лъчение и температура . Облъчването на суровините се извършва с електронно или друго йонизиращо лъчение при суха дестилация при високи температури без достъп на въздух. Дестилацията на летливи целеви продукти се извършва в поток от газове, главно газообразни алкани, водород или водна пара при умерено или понижено налягане. За да се увеличи добивът на преобразуване и да се коригира съотношението на течни, газообразни и твърди фракции, процесът на обработка се извършва циклично в затворен цикъл, връщайки част от газовете и парите към главата на процеса. Допълнителни контролни фактори, в зависимост от състава на изходната суровина, могат да бъдат използването на въглеводородни добавки, предварително озониране или алкализиране на първоначалната маса, нейното частично биохимично разграждане и използването на катализатори. Техническият резултат е да се повиши степента на използване на суровините и добива на ценни фракции горивни въглеводороди. 9 стр. f-ly, 2 таб.

Изобретението се отнася до областта на получаване на газообразни, течни и/или твърди горива и може да се използва за обезвреждане на растителни материали и индустриални отпадъцирастителен произход на основата на лигнин, нишесте, целулоза, полиоза, хуминови съединения и техните производни.

Известен метод за преработка чрез суха дестилация, състоящ се в разлагане на оригиналния растителен материал при високи температури без достъп на въздух за образуване на твърди, течни и газообразни продукти и кондензация на летливи продукти извън зоната на топлинно излагане (прототип) (1) [ Роговин З.А., Шоригина Н.Н. Химия на целулозата и нейните спътници. - М: Държава. научно-технически. издателство за химическа литература, 1953, стр.226-227, 608-610].

Този известен метод обаче произвежда смес от вода, въглероден диоксид и въглерод с ниско съдържание на компоненти, подходящи за използване като гориво (водород, устойчиви на детонация течни, твърди или газообразни въглеводороди). При известния метод на суха дестилация изходната растителна суровина се излага на високи температури, при които настъпва разлагане не само на самата суровина, но и на получените продукти. В резултат на това крайните продукти са доминирани от компоненти, които не могат да се използват като гориво (вода, катран, въглероден диоксид). Общият добив на възстановими горивни компоненти не надвишава 50 тегл.%, от които не повече от една трета са течни.

Целта на предлаганото техническо решение е да се повиши пълнотата на оползотворяване на растителните суровини, както и да се подобри качеството на получените преработени продукти.

Тази цел се постига чрез факта, че обработката на растителни материали се извършва чрез суха дестилация под комбинирания ефект на йонизиращо лъчение и температура, а летливите продукти се отстраняват принудително от засегнатата област в поток от газ или пара.

Известен е методът за преработка на растителни суровини чрез излагане на йонизиращо лъчение и температура с образуване на продукти от радиолиза (2) [Ershov B.G. „Радиационно-химично разрушаване на целулоза и други полизахариди. // Напредък в химията. 1998, том 67, бр.4, с. 353-375].

Въпреки това, използвайки този известен метод, е възможно да се получи намаляване на степента на полимеризация на облъчените макромолекули, като се запази тяхната химическа природа, както и малко количество летливи икономически ценни въглеводороди и само в смес с неизползваема радиолиза продукти.

При известния метод, основан на използването на йонизиращо лъчение, първоначалният растителен материал се въвежда в зоната на радиационно облъчване и се държи в нея за период от време, достатъчен за образуването на продукти на радиолиза, които, оставайки в тази зона, участват в регенерацията на оригиналните молекули или влизат в нови реакции взаимодействия с образуването на нови продукти, включително предимно нежелани такива. Едва след края на периода на излагане на йонизиращо лъчение реакционната маса се отстранява от реактора и от нея се изолират продуктите на радиолиза, чиято сложна смес изисква сложна процедура за тяхното разделяне. В този случай най-ценната фракция от горивните въглеводороди и водорода е само незначителна фракция сред продуктите на радиолиза (≤5 wt%).

В предложеното техническо решение сухата дестилация се извършва по време на излагане на йонизиращо лъчение. Освен това, за да се увеличи относителният добив на газообразни, течни и твърди продукти от разлагането на суровините, се препоръчва част от дестилираните продукти да се отделят и смесват със суровината, влизаща в засегнатата зона.

В специфична версия ефектът - нагряване и облъчване - се осъществява директно с електронен лъч с енергия 0,4-10 MeV при мощност на дозата над 0,5 kGy / s.

В допълнение, излагането и дестилацията на летливи продукти се извършва в поток от водород или газообразни алкани. Тези газове могат да бъдат отделна част от продуктите на разлагането, върнати в главата на процеса за смесване със суровината.

За първи път е установено, че най-доброто качество на целевите продукти от преработката на растителни суровини с ароматен характер чрез суха дестилация под действието на йонизиращо лъчение и топлина може да се получи, ако суровината предварително или по време на експозиция се смеси с течни алкани и/или течни маслени компоненти (въглеводороди, извлечени от маслото поотделно или като течна смес).

От своя страна при преработка на растителни суровини, в които преобладават полизахаридите и други наситени въглеводороди, най-доброто качество на целевите продукти се постига, ако суровината се смеси с ненаситени съединения преди или по време на излагане.

За получаване на висококалорични и нискомолекулни целеви продукти се препоръчва озонирането на първоначалната растителна суровина преди подаването й в зоната на експозиция.

Подходяща техника за регулиране на разпределението на молекулното тегло в целевия продукт е алкализирането на изходния растителен материал.

За увеличаване на относителния добив на газообразни и течни целеви продукти се препоръчва да се редуват действието на радиация и температура с биохимична обработка на обработвания материал по време на обработката.

В специфично изпълнение, селективността на действие и отстраняването на летливите продукти се контролират от наличието на хомогенни или хетерогенни катализатори в зоната на действие.

Авторите на това техническо решение установиха, че както степента на използване на суровините, така и добива на ценни фракции горивни въглеводороди и водород могат да бъдат значително увеличени, а технологията за тяхното производство може да бъде значително опростена, ако в процеса на суха дестилация , ефектът на температурата се комбинира с ефекта на йонизиращо лъчение и продуктите на разлагането се отстраняват принудително в поток от газ или пара.

За първи път е установено, че новият комбиниран ефект осигурява възможност за намаляване на температурата на обработка, селективността на разлагането на изходните компоненти и целенасочеността на процеса на радиолиза на растителни суровини. Икономически ценната фракция на горивните компоненти, образувана в засегнатата зона, инхибира процеса на разлагане на суровините, като нивото й в засегнатата зона трябва да се следи и да не се допуска превишаване на допустимата граница.

По-долу са дадени примери, илюстриращи заявеното техническо решение.

Пример 1. Като растителен материал се използва лигнин, изолиран от дървесина в комбината за целулоза и хартия в Сегежа. Суровината в поток от метан преминава през нагрят кух реактор, поставен под лъча на линейния електронен ускорител U-003, където се излага на електронен поток със скорост на дозата 5 kGy / s и енергия E = 8 MeV. На изхода на реактора сместа от летливи продукти се охлажда до 20 ° C. Кондензираните продукти се отделят от газа в инерционен газо-течен сепаратор. Полученият кондензат - смес от течни въглеводороди и вода - се отделя на разделителна фуния и се източва в резервоари за съхранение. Останалата газова смес се изпраща в газов мембранен сепаратор, където се извличат водород и газообразни въглеводороди. Твърдите продукти, които се натрупват на дъното на реактора, се отстраняват и се изсипват в съоръжение за съхранение. При необходимост от тях се отстраняват водоразтворими нецелеви примеси. Продуктите съдържат 11 тегл.% газообразни, 48 тегл.% течни и 41 тегл.% твърдо вещество. От тях горивните компоненти представляват съответно 7, 38 и 39 тегл. Добивът на целеви горивни продукти на 1 kWh погълната енергия е 1,2 kg. По този начин, с пълното превръщане на суровината, се получават 84 тегл.% от целевите продукти.

Резултатите са показани в таблици 1 и 2, където E е енергията на електронния поток; Р е мощността на абсорбирана доза; V е масовата скорост на подаване на суровините в реактора, G е видът на газа, H е наличието на нагревател ("+" - ефектът на радиацията се комбинира с допълнително нагряване; "-" - извършва се нагряване само чрез радиация), T е максималната температура в засегнатата област, D - абсолютното налягане.

Пример 2. Съгласно метода от пример 1 се обработва препарат от хуминова киселина (от Chemapol). γ-изотопът 60 Co е използван като източник на йонизиращо лъчение. Условията на процеса и получените резултати са представени в Таблица 1.

Пример 3. Съгласно метода от пример 1 се обработва памучна целулоза. Условията на процеса и получените резултати са представени в Таблица 1.

Пример 4. По метода от пример 1 се обработват дървени стърготини (широколистни). Условията на процеса и получените резултати са представени в Таблица 1.

Пример 5. Съгласно метода от пример 1 се обработва натрошена борова кора. Условията на процеса и получените резултати са представени в Таблица 1.

Пример 6. Съгласно метода от пример 1 се обработва нарязана ръжена слама. Условията на процеса и получените резултати са представени в Таблица 1.

Пример 7. Лигнинът беше обработен съгласно метода от пример 1, но изходната суровина беше предварително смесена с 14 тегл.% додекан. В този случай суровата смес се облъчва и нагрява само от ускорени електрони, без да се използва допълнителен източник на топлина. От таблица 2 може да се види, че добавянето на течен алкан към захранването позволява да се увеличи добива на течно гориво спрямо твърдото, както и общия добив на целевия продукт. Додеканът и неговите най-близки хомолози също са характерни течни компоненти на петрола.

Пример 8. По метода от пример 1 обработен лигнин, предварително подложен на озониране (0,3 mol O 3 на mol суровина). Данните, представени в Таблица 2, показват ефекта на озона върху преразпределението на относителните добиви на течни и твърди горива и повишаване на общия добив на целевото преобразуване.

Пример 9. Лигнинът беше обработен съгласно метода от пример 1, но изходната суровина беше предварително алкална с натриев алкохолат и нагряването беше извършено само с помощта на електронен лъч. Ефектът от предварителното алкализиране, както се вижда от Таблица 2, също се състои в увеличаване на относителния добив на течно гориво, въпреки че общият добив на целевите продукти остава практически непроменен.

Пример 10. Съгласно метода от пример 3 се обработва целулоза, която предварително се смесва с антрацен. Пробата се нагрява само поради поглъщането на електронния лъч. Данните, представени в таблица 2, показват ефекта на антрацена върху общия добив на целевата конверсия със значително увеличение на добива на фракцията на течно гориво.

Пример 11. Търговски препарат от полиоза се обработва по метода от пример 1, но след нагряване и облъчване следва анаеробна биохимична обработка на суровините в метанов резервоар. В резултат на това се образуват само течни и газообразни продукти, а общото съдържание на горивните компоненти достига 90% от масата на суровината. Условията на процеса и получените резултати са представени в Таблица 2.

Пример 12 Съгласно метода от пример 1 се обработва полиоза, която предварително се напръсква с комплексна никелова сол. Пробата се нагрява както с нагревател, така и с електронен лъч. Данните, представени в таблица 2, показват, че добавката има каталитичен ефект, увеличавайки драстично добива на течно гориво и общия добив на целевите вещества.

Пример 13. Съгласно метода от пример 3 се обработва памучна целулоза, но при понижено налягане - 102 mm Hg. Таблица 2 показва, че намаляването на налягането е допринесло за увеличаване на относителния добив на течни горивни продукти.

Пример 14. Съгласно метода от пример 5 се обработва борова кора, но при понижено налягане - 78 mm Hg. Данните, представени в таблица 2, показват по-голям добив на течния целеви продукт при понижено налягане.

Пример 15. Съгласно метода от пример 1, лигнинът беше обработен, но изходната суровина беше предварително смесена с 16 тегл.% от течната фракция, получена чрез директна дестилация (крайна точка на кипене 340°С) от девонско масло. Таблица 2 показва, че добавянето на течни компоненти на масло (както в пример 7) към суровината ви позволява да увеличите добива на течно гориво спрямо твърдото, както и общия добив на целевия продукт.

Във всички случаи на прилагане на предложения метод без процедура на дестилация, без комбинация от облъчване и нагряване и със забавяне на летливите продукти в засегнатата област са получени следните отрицателни резултати:

2-3-кратно нарастване на образуването на смола;

Намаляване на добива на целевата конверсия поне 1,5-2 пъти, придружено от увеличаване на добива на токсични и неизползваеми съединения;

Образуване на продукти с остатъчна радиоактивност при Е≥10 MeV.

Дълбоко разрушаване на летливи горивни съединения до СО 2 и Н 2 О при E≤0.4 MeV.

По този начин методът съгласно заявеното техническо решение осигурява целенасочено превръщане на растителните суровини в икономически ценни газообразни, течни и твърди горивни съединения. Това е особено ценно за обезвреждането на едротонажни отпадъци от дървопреработка (лигнин, дървени стърготини, кора и др.).

Понастоящем промишленото оползотворяване на растителни отпадъци включва следните основни области:

Поставяне в сметища, където растителната маса претърпява продължително биохимично разлагане под въздействието на естествени външни фактори (бактерии, въздух, влага, светлина и др.);

Фракционно разделяне на полезни компоненти или смеси от тях, например, целулоза от дърво, медицински сорбенти от лигнин и др.;

Частично използване на растителни остатъци като гориво за домакинствата или хранителни добавки за животни;

Химическа и биохимична обработка, например, за производство на алкохол, фурфурол и други ценни съединения.

За обезвреждането на излишните растителни материали по тези известни методи са необходими изключително големи складови площи, сложни технологични схеми на обработка и многоетапно третиране на отпадъците. Такава инфраструктура изисква големи капиталови разходи, дълго време за изграждане и пускане в експлоатация и се изпълнява само при голям консуматор на продукти в региона. Ако всички тези фактори липсват, тогава по-голямата част от растителните отпадъци се натрупват в сметища около преработвателните предприятия, оказвайки отрицателно въздействие върху околната среда и усложнявайки развитието на нови територии.

Изобретателният метод позволява използването на компактни инсталации за максимално използване на излишните растителни маси на мястото на тяхното производство, предотвратявайки масивно замърсяване заобикаляща среда.

Методът на изобретението дава следните резултати:

Добивът на рециклируеми горивни продукти надвишава 75% и може да достигне 95% от масата на преработените растителни материали; течен целеви продукт има надеждна домашна и промишлена употреба като компонент на моторно, реактивно или дизелово гориво;

Страничните продукти са предимно вода и в по-малка степен въглеродни оксиди. Продукцията на последните е многократно по-малка от продукцията им при спонтанно загниване на растителната маса в сметищата;

Методът се характеризира с екологичност, тъй като не използва и не е фокусиран върху използването на токсични реагенти, а прилагането му не е свързано с появата на вредни въздействия върху околната среда и производствения персонал;

Методът осигурява ниска консумация на енергия и материали на преработка на растителни суровини поради пълнотата на усвояване на енергия в обработената смес, ниско налягане, способността да произвежда нагряване от вътрешността на веществото чрез поглъщане на енергията на електронното излъчване.

1. Метод за преработка на растителни суровини, избрани от суровини на базата на лигнин, нишесте, целулоза, полиоза, хуминови съединения или техни производни в смеси от газообразни, течни и твърди горива чрез суха дестилация, характеризиращ се с това, че растителните суровини са едновременно засегнати чрез йонизиращо лъчение и температура и летливите продукти се отдестилират от засегнатата област в поток от газ или пара.

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че нагряването се извършва директно от електронен лъч с енергия 0,4-10 MeV при мощност на дозата над 0,5 kGy/s.

3. Метод съгласно претенция 2, характеризиращ се с това, че част от дестилираните продукти се отделя и смесва със суровината.

4. Метод съгласно претенция 2, характеризиращ се с това, че действието се извършва в поток от водород или газообразни алкани при нормално или понижено налягане.

ТЕМА

Физикохимични основи на преработката на растителни суровини

Планирайте

Характеристики на процеса

извличания,

изпаряване,

валежи,

Центрофугиране и разделяне,

Филтрация (микрофилтрация, диализа, ултрафилтрация, обратна осмоза) при обработка на растителни материали

▲ Екстракция

Екстракцияотнася се до процеси на масообмен.

Процеси на масов трансфер - такива технологични процеси, чиято скорост се определя от скоростта на прехвърляне на материята (масата) от една фаза в друга чрез конвективна и молекулярна дифузия. Движеща силапроцеси на масов трансфер - разлика в концентрациятаразпределени вещества във взаимодействащи фази.

Процесите на масов трансфер се класифицират според три основни характеристики:

Агрегатно състояние на материята,

Метод на фазов контакт,

Естеството на тяхното взаимодействие.

Според агрегатното състояние на материята могат да бъдат представени основните фази: "газ - течност" (GL), "газ - твърдо" (G - TV.t), "течност - течност" (L - L), " течност - твърдо" (Ж - тв.т) и др.

В зависимост от фазовата комбинация има начини за разделянето им... По този начин, в случай на комбинация G – F, разделянето е възможно чрез дестилация, ректификация, абсорбция и десорбция, сушене и овлажняване;

G - Tv.t - сушене чрез замразяване, адсорбция, йонообмен, фракционна адсорбция;

F - F – течна екстракция;

Zh – Tv.t - фракционна кристализация, екстракция, адсорбция, йонообмен.

Прехвърлянето на веществото, което се разпределя, винаги става от фазата, в която съдържанието му е по-високо от равновесното, към фазата, в която концентрацията на това вещество е под равновесната.

По метода на фазов контактпроцесите на масообмен се разделят на процеси

С директен фазов контакт,

Контакт през мембрани и

Няма видими (ясни) фазови граници.

По естеството на взаимодействиетопроцесите и устройствата за масообмен се делят на периодично и непрекъснато... При непрекъснати процеси е възможно да се организира директен поток, обратен поток, напречен поток и комбинирано движение на компонентите.

Екстракция в системата "течност - течност" - процесът на извличане на разтворено вещество или вещества от течност с помощта на специална друга течност, която не се разтваря или почти не се разтваря в първата, но разтваря извлечените компоненти.

Течността, използвана за извличане на компонентите, се нарича екстрагент... Преносът на маса между фазите се извършва при техния директен контакт... Получената в резултат на екстракция течна смес влиза в сепаратора, в който се разделя на екстракт- разтвор на извлечените вещества в екстрагента и рафинат- остатъчния разтвор, от който са извлечени възстановимите компоненти. Процесът на извличане се извършва в устройства с различни конструкции - екстрактори.

При екстракция в системата "течност - течност" екстрактът и рафинатът се разделят чрез утаяване, след което разтвореното вещество се изолира от екстракта чрез утаяване, изпаряване или други методи.

Употреби в индустрията периодичноили непрекъснатодобив по следните схеми:

единична степен,

Многостепенен противоток и

Многоетапен екстрагент с кръстосан поток.

Екстракция в една стъпкаизползва се, когато коефициентът на разделяне е висок. Състои се в смесване на изходния разтвор и разтворителя и след установяване на равновесието на фазите, в разделяне на сместа на екстракт и рафинат. Резервоарите се използват за разделяне на емулсии, а сепараторите се използват за трудно отделими емулсии.

Многоетапна екстракцияизвършва в многосекционни екстрактори или екстракционни инсталации. Може да се извърши с противоток на екстрагент или по комбиниран начин в присъствието на няколко екстрагента. Многоетапното противотоково извличане е по-ефективно от извличането с напречен поток. При противоточно извличане се постига по-висока средна движеща сила на процеса и се получава по-пълно извличане на компонента от разтвора.

Екстракцията се използва широко за извличане на ценни продукти от разредени разтвори, както и за получаване на концентрирани разтвори.

Предимството на екстракцията е, че се извършва при ниска работна температура на процеса. Това позволява отделянето на течни смеси от вещества, които се разлагат при повишени температури (например етерични масла, ензими, антибиотици).

Извличане на твърди вещества - излугване .

Екстракция от твърди вещества(излугване, екстракция) - извличането на едно или повече вещества от твърдо вещество с помощта на разтворител със селективен капацитет.

Излугването е сложен многоетапен процес, който се състои в дифузия на разтворителя в порите на твърдото вещество, разтваряне на екстрахираните вещества, дифузия на екстрахираните вещества в капилярите на твърдото вещество до границата и масов трансфер на екстрахираните вещества вещества към сърцевината на потока на екстрагента.

В хранително-вкусовата промишленост излугването се използва за третиране на капилярно-порьозни тела от растителен или животински произход. Примери за такива процеси са осоляването, мариноването, опушването и др. При тях физиологичен или воден разтвор или газ със сложен състав проникват дълбоко в твърд порест продукт, смесват се с водни разтвори, запълващи порите им, и пренасят в тях част от своя разтворени вещества.

Като разтворителиизползвайте

Вода (за извличане на захар от цвекло, кафе, цикория, чай),

Алкохолна и водно-алкохолна смес (за получаване на запарки в производството на алкохолни напитки и безалкохолна бира),

Бензин, трихлоретилен, дихлороетан (при добив на масло и производство на етерични масла) и др.

Излугването е основният процес в производството на захарно цвекло. Използва се в производството на алкохолни напитки за производство на алкохолизирани плодови напитки и запарки, в производството на сокове и екстракти, в маслодобива (с помощта на бензин, растителното масло се извлича от слънчогледови семки).

Може да се извършва екстракция в хранително-вкусовата промишленост различни начини:

Чрез потапяне на материала за извличане;

Пръскане с разтворител;

При смесен метод, при който материалът преминава през етапа на накисване, след това етапа на напояване.

При потапянеот материала, който ще се екстрахира, процесът протича в условия на противоток, когато разтворителят и материалът, който трябва да се екстрахират, непрекъснато се движат един към друг.

Предимството на екстракцията с потапяне е високата скорост, простотата на конструкцията на екстракционния апарат. Недостатъци - значителни размери на екстракторите във височина, високо съдържание на примеси в крайния продукт, ниска концентрация на крайния продукт.

При извличане поетапно напояванесамо разтворителят се движи непрекъснато, а материалът за извличане остава в покой в ​​същия движещ се съд (кофа, камера и т.н.) или върху движеща се лента.

Крайният продукт (например miscell) се получава с повишена концентрация и чистота поради самофилтриране през слоя на материала, който ще се екстрахира. Недостатъци - увеличена продължителност на извличане, ниско използване на геометричен обем.

При извличане по смесен начинпроцесът протича на два етапа. Първият етап се извършва старателно накисване и смесване(етап на екстракция чрез потапяне) на материала, който ще се екстрахира в едновременно движещ се разтворител. На втория етап се използва методът на поетапно напояване за постигане окончателно извличане и измиванематериал с чист разтворител.

Комбинирането на екстракция с потапяне и поетапно напояване в едно устройство ви позволява да се възползвате от методите на екстракция и да избегнете основните им недостатъци.

▲ Изпаряване

Изпаряване - термичен процес, това е концентрацията (сгъстяване) на разтвори, суспензии и емулсии (обикновено твърди вещества във вода) по време на кипене. В процеса на изпаряване в обема на изпарената течност се получава изпаряване (кипение) поради подаването на топлинна енергия.

В хранителната, химическата и други индустрии на изпаряване се подлагат главно водни разтвори.

Изпаряването се използва за концентриране на водни разтвори на основи (сода каустик, калий каустик), соли (NaCl, Na 2 S0 4, NH 4 NO 3 и др.) и някои висококипящи течности, за да се получи разтворител в чистата му форма ( например за обезсоляване на морска вода с помощта на апарат за обезсоляване), пренаситени разтвори, в които се извършва кристализация (разтвори на захароза, фруктоза, млечна захар). Този процес се използва в захарната, консервната, сладкарската, млечната и други индустрии. Изпаряват се и водни разтвори на различни вещества (получават се концентрирани сокове), емулсии (мляко), суспензии (винаса) и др.

Механизъм на изпаряване

По време на изпаряването водата се отстранява от разтвора под формата на пара, а разтвореното вещество или дисперсната фаза на емулсиите и суспензиите остава непроменена.

Подава се топлина за изпаряване различни охлаждащи течности... Основната охлаждаща течност е глух водна паранаречено отопление или първична или остра... Парите, образувани при изпаряване на кипящи разтвори, се наричат вториили допълнителен ферибот.

Методи на изпаряване .

Изпаряването се извършва под налягане

атмосферно,

повишена,

Под вакуум.

Изпаряване под атмосферно налягане Вторичната пара обикновено не се използва и се изпуска в атмосферата.

Изпаряване под високо наляганеВторичната пара може да се използва като нагревателен елемент в нагреватели, за отопление, технологични нужди.

"+, -" Изпаряването под налягане е свързано с повишаване на точката на кипене на разтвора. Следователно приложението на този метод е ограничено от свойствата на разтвора и температурата на нагревателния агент. Например при такива условия качеството на много хранителни продукти (мляко, захар и доматени сокове и др.) се влошава. Освен това разходите за монтаж се увеличават.

Изпаряване под вакуумпроцесът може да се проведе при по-ниски температури, което е важно за разтвори, склонни към разлагане. При използване на нагряваща пара, същите параметри като при изпаряване при атмосферно налягане, движещата сила на процеса (полезната температурна разлика) се увеличава. Това ви позволява да намалите нагревателната повърхност в апарата или да съкратите времето на процеса.

"+, -" Изпаряването под вакуум изисква инсталиране на допълнително оборудване (кондензатор, вакуумна помпа и др.) и по-висок разход на топлина за изпаряване. Този метод обаче се използва широко за концентриране на висококипящи и лесно разлагащи се разтвори.

Инсталации за изпаряване .

Класифициране по работно налягане (вижте по-горе), брой сгради(устройства).

Изпаряването при атмосферно налягане, а понякога и под вакуум, се извършва при еднократно изпаряване еднокорпусни устройства.

Широка употреба многокорпусниизпарителни инсталации, които включват няколко свързани помежду си апарати (тела), работещи под налягане, намаляващо в посока от първото тяло към последното. При такива инсталации е възможно вторичната пара, генерирана във всяка предишна сграда, да се използва за отопление на следващата сграда. В този случай само първата сграда се отоплява с прясна пара. Това спестява значително количество консумирана прясна пара.

По метода на провеждане на процесаразграничаване на периодично и непрекъснато изпаряване.

В периодично изпаряванеоригиналният разтвор се разтоварва и апаратът се зарежда с нова порция от оригиналния разтвор. Използват се само в дребномащабни производства или за изпаряване на разтвори до високи крайни концентрации.

В непрекъснато изпаряваненагряващата пара и първоначалният разтвор се подават непрекъснато, а сгъстият разтвор, вторичната пара и кондензатът от нагревателна пара се отстраняват непрекъснато. Използва се за изпаряване на продукти с голям тонаж.

Характеристики на процеса разделяне на продукти

от културална течност

За отделяне на суспендирани частици от културалната течност се вземат предвид различни физикохимични свойства на частиците:

Плътност;

Повърхностни свойства.

плътност на частиците:

утаяване(утаяване, утаяване) - използва се за отделяне на големи частици с размери от 2,3 микрона до 1 микрон.

хидроциклониране- от 5 микрона до 700 микрона;

центрофугиране- от 400 nm до 900 nm;

ултрацентрофугиране- от 10 nm до 1 микрон;

Методи, базирани на разделянето на суспензии от размер на частиците:

▪ филтриранепрез платнени филтри - се отделят частици с размер от 10 микрона до 1 мм;

▪ микрофилтрация- използва се за частици с размери от 200 nm до 10 μm;

▪ ултрафилтрация- използва се за частици с размери от 10 nm до 5 μm.

Сравнителни размери на различни обекти

Повърхностни свойствав процеса се използват частици флотацияи ... Основата този методсе поставя способността на клетките да се задържат от въздушни мехурчета. Този метод може да отстрани частици с размер от 1 до 200 микрона.

Нека разгледаме характеристиките на използването на горните методи за разделяне на суспензии в различни индустрии.

▲ Утаяване и утаяване

Най-често използваните в процеса на пречистване на отпадъчни води - утаяване на активна утайка, за отделяне на животински и растителни клетки, нишковидни гъби и бирена мая и други суспендирани частици.

Клетките на микроорганизмите и суспендираните или колоидни частици не трябва да са големи: те могат да се концентрират върху люспи, агломерати.

Процесът на утаяване често се комбинира с предварителна коагулация или флокулация. И в двата случая към суспензията се добавя реагент - коагуланти или флокуланти.

Няколко клетки или частици, прикрепени към дълги молекули от коагулати или флокулати, формират основата на агломерата, който в резултат на това има по-голямо тегло и по-малка подвижност, което води до утаяване.

Недостатъци на метода: дълга продължителност на процеса (от няколко часа до един ден), не много добро разделяне.

▲ Центрофугиране и разделяне

За да се преодолеят гореспоменатите трудности при утаяването, клетките се подлагат на центробежна сила. Центрофугите и сепараторите, които създават тази сила, се наричат ​​преципитация.

▲ Филтриране

Филтрацията осигурява отделяне на суспензии, прах и мъгли с помощта на пореста (филтърна) преграда, способна да пропуска течност или газ и да задържа твърди частици, суспендирани в тях. Филтрирането се извършва под действието на разликата в налягането на флуида от двете страниот филтриращия дял. Течността преминава през порите на преградата, а твърдите частици се задържат върху нея, образувайки слой от утайка. Филтрацията се използва за по-фино отделяне на суспензии и прах, отколкото при утаяване.

Производителността на филтъра и чистотата на получения филтрат до голяма степен зависят от правилния избор на филтърната преграда.

Като порести преградиса използвани:

Гранулирани материали: пясък, въглища, азбест и др .;

Тъкани: вълнени (предимно грубовълни), памучни (груб, фланел), минерални (азбестови платове), метални тъкани (метална мрежа);

Твърди порести прегради (предимно керамични);

Напоследък се включва и промишлената практика синтетични материали:

Полиамид (найлон, найлон, анид и др.);

Полиакрилонитрил (орел, нитрон, дралон и др.);

Поливинилхлорид (Saran, Rovin и др.); полиетилен и полипропилен;

Полиестер (терилен, дакрон, лавсан, теритал и др.);

Флуорлон (тефлон, флуорон);

Метално покритие с пластмаса.

При отделяне на суспензии в зависимост от вида на филтърапрегради и свойства на суспензиятафилтриране може да бъде

С образуването на утайка на повърхността на преградата,

Със запушване на порите на филтърната преграда и

С междинен тип филтрация (запушване на порите и утаяване на повърхността).

от предназначениепроцесът на филтриране може да бъде изчистванеили хранителни стоки.

Пречистваща филтрацияизползва се за отделяне на суспензии, почистващи разтвори от включвания. В този случай целевият продукт е филтратът. В хранително-вкусовата промишленост пречиствателната филтрация се използва за избистряне на сокове, вино, винени материали, мляко, бира и други продукти.

Цел филтриране на продукта- отделяне на диспергираните в тях продукти от суспензията под формата на утайка. Пример за този тип филтрация може да бъде отделянето на суспензии от дрожди, при които целевият продукт е утайка (дрожди).

Процесът на филтриране в индустриална среда се извършва на филтри с периодично и непрекъснато действие.

Пакетни филтрипозволява филтриране във всеки режим.

Непрекъснати филтриработят само при постоянно диференциално налягане, осигурявайки непрекъснато отстраняване на утайката, което е значително предимство.

от начинът за създаване на разлика в налягането(движеща сила) прави разлика между филтри, работници под наляганеи филтри, работа под вакуум.

Филтрацията може да осигури почти пълно пречистване на течносттаот суспендирани частици и в това има предимство пред утаяването.

За да се увеличи скоростта на филтриране при отделяне на суспензии с ниска концентрация на твърда фаза или съдържащи слузни вещества, филтрирането се извършва в присъствието на помощни веществапредотвратяване на запушването на порите на преградата. Върху него се нанася слой от веществото преди филтриране на суспензията.

Като помощни веществаса използвани фино диспергирани въглища, азбест, перлит, диатомити т.н.

Основните количества, характеризиращи процеса на филтриране са: скорост и продължителност на филтриранев зависимост от спада на налягането във филтъра, вискозитета на филтрата и хидравличното съпротивление по време на филтриране.

Филтрацията е широко разпространена във всички сектори на хранително-вкусовата промишленост. Например в пивоварството филтрацията се използва за отделяне на натрошен малц от пивната мъст и за избистряне на бирата. При винопроизводството, в сокове, консерви, алкохолни напитки, части от тъканите на плодовете и плодовете се филтрират. Филтрацията се използва широко в захарното цвекло, нишестето и други индустрии.

▲ Мембранни процеси– разделяне на течни смеси върху полупропускливи прегради. Външно те са подобни на конвенционалната филтрация, тъй като движещата сила на процеса е разликата в налягането. Всъщност, използвайки полупропускливи мембрани отделни верни решения(хомогенни системи), докато филтрацията може да отдели само суспензията, т.е. за отделяне на твърдата фаза от течната.

Като се имат предвид мембранните методи като филтриране на молекулярно ниво (в ред на увеличаване на размера и молекулното тегло на задържаните частици), мембранните методи могат условно да бъдат разделени, както следва:

ДА СЕ мембранни методипочистването включва диализа, електродиализа,

ДА СЕ баромембранни методи- обратна осмоза, ултрафилтрация, микрофилтрация и фина филтрация.

Баромембранни методи.

Те се класифицират според размера на порите на използваните мембрани и размера на задържаните частици.

Директна осмозаТова е дифузия на молекули на разтворителя в разтвор през полупропусклива мембрана, когато мембраната не позволява на разтвореното вещество да премине. Осмотичното налягане на разтвора (p 0) зависи от моларната концентрация на разтвореното вещество и степента на неговата дисоциация. Ако p 0> p G (хидравлично налягане), тогава има директна осмоза. Ако p 0 = p G, дифузията на вода през мембраната спира. Ако p T> p 0, разтвореното вещество и молекулите на водата ще преминат през мембраната в разтворителя. Този механизъм е в основата на обратната осмоза и ултрафилтрацията.

Следователно, обратната осмоза и ултрафилтрацията е пренос на молекули през мембраната под налягане, по-високо от осмотичното, при което разтворителят (вода) преминава през мембраната, а разтвореното вещество в зависимост от молекулното му тегло и размера на порите на мембрана, се задържа частично или напълно. Колкото по-висока е скоростта на ултрафилтрация, толкова по-голяма е разликата между работното налягане p G и осмотичното.

Обратна осмоза и ултрафилтрация- широко разпространен в химическата, нефтопреработващата, хранителната, фармацевтичната и ензимната промишленост.

Предимствата на ултрафилтрацията са липсата на термично инактивиране на ензимите и ниската консумация на енергия, което прави възможно концентрирането на разтвора без фазова трансформация при стайна температура и едновременното му освобождаване от баластни вещества (ниско молекулно тегло).

Обратната осмоза и ултрафилтрацията имат същия механизъм, но се различават по редица параметри.

Разлики между обратна осмоза и ултрафилтрация- при обратна осмоза отделянето на нискомолекулни вещества става при работно налягане до 0,7-14 МРа, т.к. p 0 в тези решения е голямо. Използват се мембрани с много малки пори (от 1 ∙ 10 -4 до 2 ∙ 10 -3 микрона).

По време на ултрафилтрацията се разделят вещества с високо и ниско молекулно тегло, като целта на процеса е да се получи концентриран разтвор на високомолекулни съединения (например ензими). В същото време работното налягане е ниско (от 0,07 до 0,7 MPa), т.к p 0 в тези решения е малко. Използват се мембрани с големи пори (от 3 ∙ 10 -3 до 150 ∙ 10 -3 микрона).

Тези разлики са доста произволни.

За математическото описание на процеса на разделяне на мембраната са използвани модел на вискозен поток през порите (уравнение на Поазой) и модел на дифузионен масопренос (закон на Фик). Общоприето е, че ако размерът на порите на мембраните е по-малък от 3 ∙ 10 -3, тогава процесът се подчинява на закона на Фик (обратна осмоза), когато размерът на порите на мембраните е повече от 3 ∙ 10 -3 (ултрафилтрация) , процесът се подчинява на уравнението на Поазой.

Мембрани.

Мембраните в инсталациите за ултрафилтрация са основният елемент, който трябва да отговаря на определени изисквания, в противен случай процесът на пречистване и концентриране може да не премине. Мембраните трябва да са силно пропускливи и селективни, устойчиви на действието на отделени разтвори и механично здрави. Те трябва да имат ниска адсорбция към отделените вещества и ниска цена. Според тези показатели полимерните мембрани се считат за най-добрите.

Ултрафилтрацията използва мембрани, изработени от целофан, гума, полиетилен, полистирол, целулоза и нейните производни(особено целулозен ацетат), полифенол, полиакрилова киселина, металокерамика, поресто стъкло и др.

Приложения за обратна осмоза и ултрафилтрация.

Растителните суровини са истински склад на ресурси, които хората използват за различни цели. Нека да разгледаме какво представлява и какво полезно дава на хората.

Природни ресурси и растителни суровини

Природните ресурси са в основата на развитието на националната икономическа дейност. Те могат да бъдат и двата източника на средства:

• производство;
• съществуване.

По произход те могат да бъдат разделени на следните групи:

• биологичен;
• земя;
• воден;
• минерал.

Русия е много богата на горски ресурси. Цели 45% от територията е гора. Това са 771,1 милиона хектара, или 81,5 милиарда кубически метра. Освен това в страната има много възобновяеми земни ресурси, които възлизат на 1,7 милиарда хектара. В същото време земеделските земи обхващат площ от 222 милиона хектара. Те включват 132 милиона хектара обработваеми площи и 90 милиона хектара пасища и сенокоси. По-голямата част от земеделските земи са разположени в горската степ, смесените гори и южната тайга. Тук се намират 90% от обработваемата земя, а в някои региони обработваемата земя достига 80%.

Но природните ресурси са едно, а растителните суровини са нещо друго. Последният включва предмети на труда, които се добиват и произвеждат от човешки труд. Например дърветата, които растат в гора, са природни ресурси... Но отсечените са дървен материал, който е класифициран като индустриална суровина.

Растителните суровини са:

• памук;
• царевица;
• дърво;
• лечебни билки.

Нека се спрем на всеки от тези видове поотделно.

Памук

Това влакно се получава от памук, многогодишно дълго (до два метра) растение с големи цветя. 90% от него се състои от целулоза, 6% е вода, а останалите 4% са минерални, мастни и восъчни примеси. Памукът е здрава, топлоустойчива зеленчукова суровина със средна хигроскопичност и ниска деформация.

В същото време е мека, еластична, с отлична абсорбираща, лесно боядисана материя. Сред недостатъците му се отбелязва, че имотът пожълтява с времето, а също така лесно се мачка и сяда.

В Русия най-много подходящ регионза отглеждане на памук е Астраханската област. Тук за него са отредени 11 хиляди хектара обработваема земя.

бельо

Най-разпространените видове растителни суровини са обикновеният лен, а ленът е едногодишен и многогодишен, със сини цветове и почти голо стъбло.

Русия е на първо място в света по отглеждане на това растение. Основните райони, където расте, са Централна и Северозападна. Ленът се използва широко във фармацевтичната и текстилната промишленост.

Предимствата на ленената тъкан включват здравина, дишане, износване, лекота, абсорбиращ и охлаждащ капацитет, устойчивост на високи температури по време на пране и гладене.

Но има и недостатъци. Това е бърза способност за набръчкване и лошо гладене.

Връхното облекло предпазва човешкото тяло от слънчевата радиация.

Царевица

Това е друга растителна суровина, която е широко разпространена в Русия. Сред културите са:

• ечемик;
• пшеница;
• ръж;
• царевица;
• овесени ядки;
• елда;
• просо;
• избрани бобови растения.

Най-разпространена в Русия е пшеницата, която се прибира за половината от общото руско производство. отглежда се само в европейската част, а пролетта - в южните райони.

Ечемикът се счита за втория по големина по производство. Тази култура расте почти навсякъде. Тя е най-северната. В Русия той е най-ценен, тъй като в света по отглеждането на ечемик страната ни се нарежда на пето място.

Ръжта се използва както за хранителни, така и за фуражни култури. Нуждае се от по-малко топлина от пшеницата. Но по отношение на хранителното качество отстъпва на последното. Отглежда се в районите на Волга, Централен, Волговятск и Урал.

Овесът се използва по същия начин като ръжта. Отглеждането и съхранението на растителни материали се извършва основно в европейската част на страната.

Най-продуктивната култура е оризът. Той много обича водата и топлината, затова се отглежда в долното течение на Волга, Кубан и Приморски край.

Царевицата също е топла и водолюбива. В южните райони се отглежда за зърно, а в северните – за приготвяне на силаж.

Елдата принадлежи към нискодобивните култури. Отглежда се в горски и лесостепни зони.

дърво

Дървесината е много ценна индустриална суровина, която намира приложение в различни области на техниката, в строителството, енергетиката, железопътния транспорт и др. Поради факта, че обработката на растителни суровини е лесна, поради своите декоративни свойства се използва особено широко в мебелната индустрия и дограмата. Освен това дървеният материал се изнася широко в чужбина.

Лечебни билки

Тези растения, които съдържат активни фармакологични вещества, както и имат терапевтичен ефект, се наричат ​​​​лечебни. Общо в света има до петстотин хиляди растителни вида, само около пет процента от всички са лечебни. Русия може да се гордее с цялото разнообразие от видове на нейна територия. Всяка година тук се събират повече от двеста лечебни билки за медицински цели.

Освен това има голям запас от растения, които все още не са проучени. В тази безценна услуга се оказва многовековният опит на традиционната медицина.

Лечебното растение е суровина за производство на чисти активни вещества в промишлен мащаб. Получават се във вида, в който се използват като суровина за терапевтично полезни вещества.

За производството на сокове се използват лечебни растителни суровини. Произвеждат се от растения, от които е невъзможно да се получат вещества в чист вид, когато в комбинация дават най-ефективния резултат.

Суровините се използват за събиране на лечебен чай. Основното му предимство е, че действа комплексно. Този чай се пие като допълнително средство към основното лечение. Често приемането му става дори по-ефективно от лекарствата, дори при хронични заболявания.

Добавянето на лечебни растения към храната подобрява нейното качество, обогатява я с витамини и други полезни вещества, като по този начин активира физиологичните процеси. Освен това лечебните растения се продават добре в търговската мрежа.

Химическите съединения, получени от лечебни растения, често стават модели за производството на фармацевтични продукти. Но основната им цел е да приемат лечебни билки. Често можете да чуете отзиви от обществеността относно ефективността народни рецептина базата на билки, които са помогнали да се отървете от различни заболявания. Но медицинската индустрия приготвя около една трета от лекарствата от тях. Почти 80% от лекарствата, използвани за сърдечно-съдови и стомашно-чревни заболявания, са направени на базата на този растителен материал. И дори при такива числа, нуждата от растения все още расте.

Те се изучават от много изследователски институти, медицински и фармацевтични учебни и други институции. Известни са проучвания, извършени в чужбина. Руските учени са изследвали много лечебни растения. Атласите, картите на разпространение и справочниците са базирани на тяхната работа. Подробният анализ на растителните материали направи възможно организирането на тяхното събиране. Той също така допринесе за разпространението и използването му във всички региони на страната.

Домашна зелена аптека

Препоръчително е да имате набор от лечебни билки вкъщи за различни поводи, за да могат не само да предпазят тялото, но и да го излекуват, ако възникнат заболявания. Например, дъбовата кора е отлична профилактика на стомашно-чревни разстройства. А билката от лайка, невен или безсмъртниче ще подобрят храносмилането. При цистит и възпаления отлично средство е билката от теменужки, мечо грозде, спор и корени от женско биле. Настинките ще се лекуват с дива роза, листа от малина, билка риган, подбел, липа и невен и т.н. Билката майчинка и шишарките от хмел също ще помогнат при стрес и безсъние.

Съхранение

Много е важно билките да се съхраняват правилно. В крайна сметка, в противен случай, колкото и богата да е една зелена аптека, растенията просто ще загубят лечебните си качества и ще станат безполезни. Всеки вид трябва да се съхранява отделно. Мястото, избрано за съхранение, трябва да е тъмно, сухо и чисто. Миризливите растения се пазят от безмирисните, а отровните от неотровните. Добър контейнер за съхранение е стъклен буркан. Но още по-добре е да ги държите в специални парцалени торбички, за да дишат. Всяка чанта трябва да бъде подписана, където освен името трябва да посочите и годината на събиране.

Продължителността се определя от срока на годност. Ако всички условия за съхранение са изпълнени, тогава:

• плодовете се съхраняват 3 години;
• корени и кора - 5 години;
• цветя, листа, пъпки и билки - 2 години.

колекция

Най-доброто време за прибиране на реколтата е сухо и ясно. Корените на лечебните растения се изкопават през есента, когато горната част изсъхне, като това може да стане и в началото на пролетта. Но времето за събиране на билки и цветя е периодът на цъфтеж. Семената ще бъдат добри, когато узреят.

Има обаче изключения от правилото. След това те са описани в характеристиката на растенията. Повечето от билките се сушат на сянка с достатъчновъздух. Изсушените билки се чупят лесно, но запазват цвета си.

Заключение

В статията разгледахме какви са растителните суровини. Всеки от видовете е много важен за човешкия живот. Но на ниво домакинство важна роля играят лечебните растителни суровини и приемът на лечебни билки.

Важно е обществеността да разбере не само как правилно да приема билки, но и как и кога да ги събира и съхранява. Лечебни растениясъхраняваните у дома повече от веднъж ще помогнат на членовете на домакинството с различни проблеми.

В момента биоконверсията е най-обещаващият начин за рециклиране на растителни и растителни отпадъци. Същността на технологията за биоконверсия е следната: суровините (отпадъците), съдържащи сложни полизахариди - пектинови вещества, целулоза, хемицелулоза и др., се излагат на сложни ензимни препарати, съдържащи пектиназа, хемицелулаза и целулаза. Ензимите са пречистен извънклетъчен протеин и са способни на дълбоко разрушаване на клетъчните стени и отделните структурни полизахариди, т.е. разделянето на сложните полизахариди на прости се извършва с последващо изграждане на базата им на лесно смилаем фуражен протеин.

Като изходни суровини могат да се използват следните отпадъци:

1. Растителни компоненти на селскостопанските култури: стъбла на зърнени и технически култури, кошници и стъбла от слънчоглед, ленено семе, царевични кочани, пулп от картофи, трева от бобови растения, сено и силажни отпадъци, отпадъци от лоза, чаени насаждения, тютюневи стъбла.

2. Отпадъци от зърнопреработвателната промишленост: трици, отпадъци при почистване и сортиране на зърнена маса (зърнени отпадъци), примеси от зърнени плевели, наранени зърна, набръчкани и покълнали зърна, семена от диви растения, некачествено зърно.

3. Отпадъци от консервната, винопроизводствената промишленост и плодови отпадъци: кожи, гнезда за семена, дефектни плодове, кърпички и кюспе, отпадъци от грозде, отпадъци от тиквички, отрязани краища на плодове, торта, дефектни тиквички, отпадъци от зелен грах (върхове, капаци , разпръскване на зърно, натрошени зърна, парчета листа, капаци), отпадъци от зеле, цвекло, моркови, картофи.

4. Отпадъци от захарната индустрия: каша от захарно цвекло, меласа, рафиниран сироп, филтърна утайка, остатъци от цвекло, опашки от цвекло.

5. Отпадъци от пивоварната и алкохолната индустрия: ечемичена сплав (свита ечемичена зърна, плява, слама и други примеси), отпадъци от полиране, частици от натрошени черупки, ендосперм, натрошени зърна, малцов прах, пивоварни зърна, меласа, нишестени храни(картофи и различни видове зърно), дестилерия, каша.

6. Отпадъци от чаената индустрия: чаен прах, бели, косми, дръжки.

7. Отпадъци от етерично-маслена промишленост: отпадъци от тревисти и флорални суровини.

8. Отработено масло-мазнено производство: слънчогледова люспа, памучна обвивка.

9. Отпадъци от сладкарската и млечната промишленост.

По този начин всяка растителна суровина и нейните производни, като лигноцелулозен източник, са достъпни за микробиологична биоконверсия във въглехидратно-протеинови фуражи и фуражни добавки.

Наред с обработката на кондиционирани растителни и зърнени компоненти, технологията позволява възстановяване и многократно повишаване на предишните фуражни свойства на суровини, заразени с патогенна микрофлора, развалени от насекоми или частично разложени поради неправилно съхранение.

След приключване на процеса на биоконверсия, полученият краен продукт е фуражна добавка - въглехидратно-протеинов концентрат (UBC), която придобива фуражни свойства 1,8-2,4 пъти по-високи от качественото фуражно зърно, а също така притежава редица съществени и необходими свойства които не притежават традиционни зърнени суровини.

Особеността на крайния продукт, получен чрез алтернативната технология на микробиологична биоконверсия, е основно фактът, че по същество суровината за производството на UBC фуражна добавка се преработва в среда, подобна на микрофлората на началната част на хранопровода , т.е Първият етап от храносмилането, "подготвяне на храната за храносмилане", започва извън хранопровода. Следователно процесът на храносмилане на такава храна вече директно в хранопровода на животни, птици и риби се характеризира с високо ниво на биологични процеси и усвояемост на фуража, както и с намалени ензимни и енергийни разходи на организма на целия етап на храносмилане.

Така получената фуражна добавка - UBC, се отличава с висока хранителна стойност (белтъчини 22 ... 26%), по-лесна усвояемост, биологична активност, както и ензимна, витаминна и минерална стойност.

Фуражната добавка UBC се използва като основен компонент при производството на смесени фуражи в съотношение 1: 1, като добавка към груби растителни фуражи, при производството на прости фуражни смеси с натрошени фуражни зърна, трици, зърнени отпадъци и др. , с входна скорост до 25 ... 65% ...

Средни производствени разходи 1 кг. висококачествените фуражи според разглежданата технология не надвишават 1 рубла, а по отношение на фуражната стойност те надвишават показателите на фуражното зърно с 1,8-2,4 пъти.

Както и при традиционните фуражи, продуктите, получени по алтернативната технология на фирма Биокомплекс, отговарят на приетите хранителни стандарти и съдържанието на необходимия набор от витамини и микроелементи, са ветеринарно безопасни, сертифицирани и екологични. В зависимост от вида на суровината и изискванията за Завършени продукти, целият процес на микробиологична обработка може да премине от един до три етапа, като продължителността на пълния производствен цикъл може да бъде в диапазона от 4 до 6 дни. С увеличаване на продължителността на процеса намаляват финансовите разходи за обработка на суровините и се увеличават зоотехническите показатели на крайния продукт.

Технологията осигурява целогодишна работа на предприятието, ниски изисквания към квалификацията на повечето работници, ниски разходи за енергия.

Технологията е екологична, няма отпадъчни води и емисии.

Създаването на индустриален комплекс за преработка на отпадъци на базата на алтернативна технология за микробиологична биоконверсия във фураж може да се осъществи както за решаване на индивидуални проблеми, така и за многофункционални цели.

Освен това ЗАО Биокомплекс извършва реанимация, модернизация или препрофилиране на съществуващи и спрени производствени мощности за производство на комбинирани фуражи и фуражни добавки. Например, модулни селскостопански комплекси могат да бъдат монтирани на базата на съществуващи производствени мощности, оборудване за колективни фуражни цехове, фуражни заводи и други хранително-вкусови и зърнопреработвателни производства и др.

Ключов елемент от технологичната верига е биореакторът, в който се осъществява процесът на микробиологична биоконверсия на отпадъците във фураж. Реакторите са универсални и ви позволяват да работите с всякакви суровини и да получавате различни хранителни добавки.

Технологичната схема на производствения комплекс за микробиологична преработка на растителни отпадъци във фуражи е показана на фигура 5.

Ориз. 5.: Технологична схема за микробиологична преработка на растителни отпадъци във фуражи: 1 - приемане на насипни и мокри суровини; 2 - прием на течни суровини; 3 - дозиращи бункери; 4 - миксер; 5 - биореактор; 6 - компресор; 7 - парогенератор; 8 - сушилня; 9 - мелница; 10 - пратка в чували

В биореактора се зарежда мокра (55%) смес от различни отпадъци. От момента на зареждане на суровината процесът на микробиологична биоконверсия в биореактора отнема 4-6 дни (в зависимост от желаните зоотехнически параметри на крайния продукт). Резултатът е мокра фуражна добавка - въглехидратно-протеинов концентрат (UBC). След това се изсушава до съдържание на влага 8 - 10% и се натрошава. След смилане концентратът може да се използва за производство на комбиниран фураж, като основен компонент се използва UBC (65 - 25%, в зависимост от рецептата и предназначението на комбинирания фураж).

Комбинираните фуражи, получени по технологията на Biocomplex CJSC на базата на фуражната добавка UBC, имат напълно уникални показатели за качество:

Комбинираният фураж има висока биологична активност, а храносмилането му се характеризира с по-компресиран във времето храносмилателен процес и високо ниво на биологични процеси. По този начин производителността на храненето и ефективността на отглеждането на животни, птици и риби при използване на комбинирани фуражи на база UBC е с 15-20% по-висока, отколкото при хранене с подобен комбиниран фураж, приготвен по традиционна технология. Освен това комбинираният фураж има терапевтично и профилактично и стимулиращо действие върху имунната, хемопоетичната системи и чревния тракт, а също така спомага за извеждането на вредните вещества от организма (соли на тежки метали, радионуклиди и др.).

За разлика от класическата технология на високотемпературно гранулиране, комбинираният фураж, произведен по технологията Biocomplex, се подлага на нискотемпературно гранулиране без използване на пара. Това изключва разрушаването на протеина и гарантира запазването на витамините във фуража, дори при продължително съхранение.

Комбинираният фураж се храни по традиционните зоотехнически норми и правила, е абсолютно безопасен за употреба, не предизвиква алергични симптоми и други странични ефекти или противопоказания.

Интерес представлява и методът за получаване на тор от органични отпадъци от животновъдството, птицевъдството и растениевъдството. Методът включва: смесване на оборски тор, птичи изпражнения и натрошени растителни отпадъци в хомогенна биомаса; разделяне на биомасата на течна и твърда фракции чрез самоизточване на течност от биомасата и събирането й в устройство за съхранение; разделна дезинфекция на течни и твърди фракции чрез биотермална ферментация. Течната фракция се дезинфекцира чрез анаеробна ферментация в събирателен съд при температура 35-40 ° C в продължение на 2-3 дни. Твърдата фракция се дезинфекцира чрез аеробна ферментация в открити купчини при температура 65-70°C. Недостатъци на метода: повишено газово замърсяване на работната зона с токсични газообразни продукти на ферментация, по-специално фосфини, сероводород, меркаптани, амоняк; замърсяване на работната зона с топлоустойчиви патогенни микроорганизми. Известно е, че топлоустойчивите микроорганизми не умират дори при температури над 100 ° C.

При приготвяне на тор от органични отпадъци от животновъдството, птицевъдството и растениевъдството, оборският и птичият тор се смесват с натрошените растителни отпадъци в хомогенна биомаса. Получената биомаса се разделя на течна и твърда фракции чрез разделяне.Течната фракция се дезинфекцира и детоксикира чрез третиране в електролитна клетка с неразтворими електроди, а след третирането се инокулира със щамове микроорганизми чрез аеробна и/или анаеробна ферментация. Твърдата фракция се дезинфекцира и детоксикира със смес озон-въздух и ултравиолетово лъчение. След предварителна обработка, течната фракция се излива върху твърдата фракция. Овлажнената биомаса се зарежда в барабан, инокулиран с щамове аеробна и/или анаеробна микрофлора, смесва се и се нагрява с топъл въздух, в него се активират ензимни процеси. След активиране на ензимния процес в биомасата, тя се изхвърля в купчини.

Предложеният метод за приготвяне на торове от органични отпадъци има следните отличителни черти от методите, описани в литературата:

Първо, разделянето на биомасата на фракции се извършва чрез разделяне, което значително ускорява процеса на разделяне на биомасата на твърди и течни фракции и по този начин намалява замърсяването с газ на работната площ с токсични емисии на продукти от анаеробна ферментация на оригинала биомаса;

Второ, дезинфекцията с едновременна детоксикация на течната фракция се извършва в електролизатор с неразтворими електроди;

Под въздействието на междуелектродния разряд и междинните продукти на електролизата: радикали на водорода, кислорода, хидроксилните групи, защитната обвивка на микроорганизмите се разрушава, настъпва необратимо разрушаване на ензимните, протеиновите системи и ДНК. Ефективността на потискането на патогенната микрофлора в работната зона на електролизатора е до 99,9%.

Детоксикация (неутрализация) на водоразтворими продукти от анаеробна ферментация (естествено разпадане) на оборски тор и птичи тор: фосфин (PH3), фосфини (R-PH2), сероводород (H2S), меркаптани (R-SH), амоняк (NH3 ), възниква в процеса на окисляване на тези продукти в анодното пространство на електролизатора и преминава към образуването на фосфорна, сярна, азотна киселини и техните производни, съответно, съгласно уравненията:

R-PH2> R-H2PO4;

където R е алкил, арил, хетерил.

Киселините, образувани по време на окисляването, се неутрализират с основи на течната фракция, по-специално с амоняк, с образуването на нетоксична среда, киселинни, основни соли, които са включени в минералния компонент на органичните торове.

Трето - преди биотермална ензимна дезинфекция, твърдата фракция се обработва с озон-въздушна смес и ултравиолетово лъчение с цел дезинфекция и детоксикация.

Подобно на течната фракция, твърдата фракция, съдържаща оборски тор и птичи изпражнения, е концентриран източник на патогени и газообразни токсични вещества. Използването на озон за дезинфекция и детоксикация на твърдата фракция се определя от следната целесъобразност. От една страна, озонът е най-силният и екологично чист окислител след флуора. Бактерицидният и антивирусен ефект на озона се разпростира върху всички видове патогенна микрофлора. Ефективността на антимикробните, фунгицидните, спороцидните свойства на озона при директен контакт и оптимална концентрация е 99,99%.

Непосредствените причини за смъртта на бактерии и вируси под действието на озона са локално увреждане на плазмената мембрана на микроорганизмите и промени в тяхното вътреклетъчно съдържание: окисляване на протеини, нарушаване на клетъчните механизми.

От друга страна, озонът, като енергиен окислител на химични съединения, окислява токсичните продукти на естествения разпад: фосфин, фосфини, сероводород, меркаптани, амоняк до фосфорна, сярна, сярна, азотна киселини и техните производни, респ. следните уравнения:

3PH3 + 4O3> 3H3PO4;

3R-PH2 + 4O3> 3R-H2PO4;

3H2S + 4O3> 3H2SO4;

H2S + O3> H2S03;

R — SH + O 3> R — SO3H;

3R — SH + 4O 3> 3R — HSO 4;

NH 3 + O 3> HNO 3 + H 2 O

В количествено отношение само амонякът е слабо окислен поради високия си редокс потенциал.

Киселините, образувани при окисляването, дават нетоксични амониеви соли с излишък от амоняк.

Тъй като дезинфекциращата ефективност на озона се определя от директния контакт на озона с обекта, по-специално с повърхността на частиците от биомаса, за да се повиши степента на дезинфекция на биомасата, устройството за дезинфекция предвижда допълнителна обработка с ултравиолетови лъчи. радиация.

Най-голям бактерициден ефект имат ултравиолетовите лъчи с дължина на вълната 205-310 nm. Вирусите и бактериите във вегетативна форма (пръчици, коки) са по-чувствителни към UV радиация (UVR). Гъбичките и протозоите са по-малко чувствителни. Най-устойчиви са споровите форми на бактерии и гъбички.

Смъртта на микроорганизмите върху повърхности, директно разположени на 2 m от импулсния UV източник, достига 99,99% за 15 минути при доза от 50 m J/cm2. В същото време на повърхности, обърнати към източника на 45-90 градуса, смъртта на микробите вече варира в рамките на 57,6-99,99%.

Дезинфекционен ефект ултравиолетова радиация, главно поради фотохимични реакции, в резултат на които настъпва необратимо увреждане на ДНК, РНК и клетъчните мембрани, което причинява смъртта на микроорганизмите. Ултравиолетовите лъчи се разпространяват по права линия и действат главно върху нуклеиновите киселини, като оказват както смъртоносни, така и мутагенни ефекти върху микроорганизмите. Само онези лъчи, които се адсорбират от протоплазмата на микроклетката, имат бактерицидни свойства.

За да се осигури максимален ефект от дезинфекция на повърхността на частиците от твърдата фракция, те непрекъснато се обръщат. Последното се постига чрез преместване на твърдата фракция по технологичната линия с помощта на шнек - при третиране с озоно-въздушна смес и вибрираща маса - при ултравиолетово облъчване.

Четвърто - след дезинфекция и детоксикация, непосредствено преди подреждане на купчини, твърдата фракция се инокулира с необходимите ензимни щамове, навлажнява се с неутрализираната течна фракция и се подлага на ензимно активиране в биобарабан при 45-55оС.

Използването на предложения метод за приготвяне на торове от органични отпадъци намалява отделянето на токсични газообразни продукти и патогенни микроорганизми в околната среда, осигурява санитарно-хигиенни условия на работа в производствените съоръжения и създава условия за ускорено производство на екологично чисти органични торове от животински и птичи отпадъци и растителен материал.

Предложеното техническо решение може да се използва в селското стопанство за ускорено приготвяне на органични торове от животински, домашни и растителни отпадъци.

Методът за приготвяне на тор от органични отпадъци се извършва с помощта на устройство, което включва: смесител за биомаса 1, сепаратор 2, резервоар за съхранение на течна фракция 3, електролизатор 4, контейнер за неутрализирана течна фракция 5, семена резервоар 6, лентов транспортьор за твърда фракция 7, мелница 8, шнеково устройство с корпус 9, озонатор 10, вибрационна маса 11, ултравиолетови лампи 12, шнеков транспортьор 13, разпръсквач 14, биобарабан 15, вентилатор 16, лентов конвейер - стикер 17, купчини 18.

Тор, птичи тор (под формата на каша) и настъргани растителни отпадъци се подават към смесителя 1. Органичните отпадъци под формата на каша се смесват до хомогенна биомаса и се изпомпват в сепаратора 2 за разделяне на биомасата на течна и твърда фракции. Течната фракция със съотношение на фосфор, азот и калий - 1,4: 1,0: 1,6 и съдържание на колоидни суспендирани вещества не по-малко от 1%, се подава в изравнителния резервоар за съхранение 3, след това в електролизатора с неразтворими електроди. Електрохимичната обработка на течната фракция се извършва при плътност на тока върху електродите 2 A / dm2, площ на електрода 0,5 m 2 на 1 m 3 / час от обработената течност, с разстояние между електродите от 30 мм, времето за обработка на течността 5-10 минути. Неутрализираните течни и детоксикираните фракции се събират в контейнери 5 и след това се изпомпват в резервоара за семена 6, където се инокулират с щамове микроорганизми на аеробна или анаеробна ферментация и се връщат към твърдата фракция (шнек 13) през поливно устройство 14. излишък от неутрализирана течност се използва за напояване на посевите.

Отделена твърда фракция: пореста, ронлива биомаса с ниска адхезия, от сепаратора 2 се подава към лентовия конвейер 7 и към мелницата 8, с изходни параметри на смилане - 5-25 mm.

Натрошената биомаса се подава в шнековото устройство 9, където се извършва дезинфекция и детоксикация на твърдата фракция чрез изпомпване на озоно-въздушната смес от озонатора 10 през винтовото устройство. Съотношението на озона в озоно-въздушната смес и сероводорода и меркаптаните в отпадъчните води от биогаз на твърдата фаза е съответно 2-4:1. Степента на дезинфекция и детоксикация на твърдата фракция се регулира от концентрацията на озон в озоно-въздушната смес, скоростта на изпомпването му през винтовото устройство и времето на контакт. При напускане на винтовото устройство 9 твърдата фракция пада върху наклонена вибрираща маса 11 с закрепени над нея ултравиолетови лампи 12, където се извършва допълнителна дезинфекция на биомаса от патогенна микрофлора. Технически характеристики на ултравиолетовите излъчватели: обхват на дължината на вълната от 185 до 400 nm, продължителност на импулса от 1 μs до 10 μs, плътност на мощността на импулса на излъчване до 120 kW / m2.

По-нататъшната дезинфекция на твърдата фракция се извършва чрез биотермална ферментация. За целта твърдата фракция се прехвърля от вибриращата маса 11 към шнековия конвейер 13. При движение в конвейера тя се обогатява през разпръсквача 14 с ферментационни щамове от резервоара за семена 6 и се навлажнява с течната фракция и се изхвърля в био-барабанът 15. В био-барабана навлажнената твърда фракция се премества и смесва, загрява се до температура 45-550°С с топъл въздух от вентилатора 16, докато се активира ензимният процес. След биотермална ферментация в биобарабан масата се поставя в купчини 17 за отлежаване в продължение на 45-60 дни.

1. Обща характеристика на растителните суровини и технологиите за нейната преработка
1.1 Растителни продукти
1.2 Технологични подходи към преработката на растителни суровини
2. Обща характеристика на хидролизните инсталации
2.1 Преглед на инсталациите за хидролиза
2.2 Отпадъци от хидролизно производство
3. Рециклиране на твърди отпадъци от хидролизни индустрии
3.1 Физическа и химическа обработка
3.2 Биотехнологична обработка
3.2.1 Биохимия на растителните биополимери

3.2.3 Примери за технологии за биоразграждане на растителни суровини
4. Производство на фуражи
4.1 Състав на фуража
4.2 Фуражни добавки
4.3 Микробни хранителни добавки
1. Обща характеристика на растителните суровини и технологиите за нейната преработка

Ресурсите на растителна биомаса непрекъснато се обновяват чрез фотосинтеза и вече служат днес важен източниксуровини за производство на различни органични вещества и материали, включително те се използват за химическа преработка в определени видове мономери, полимери и полимерни материали: влакна, филми и пластмаси.
Последната посока обаче все още не е достигнала такива обеми, за да се конкурира количествено с вещества и материали на базата на минерални органични суровини - нефт и газ. Въпреки това ситуацията се променя значително в полза на използването на възобновяеми растителни ресурси, тъй като цените на петрола и газа непрекъснато нарастват и в обозримо бъдеще се очаква сериозен недостиг на тези видове суровини.
Това се улеснява и от бързото развитие на био технологични процесипреработка на растителни суровини, които имат значителни предимства пред традиционните термохимични и химични технологии по отношение на висок добив на целеви продукти, ефективност и екологичност.
Недостатъците на използването на възобновяеми растителни суровини са ограничената суровина и обхват на употреба, липсата на масово производство на оборудване и трудността на автоматизацията.
Възобновяемите растителни ресурси са почти неизчерпаем източник на полизахариди - целулоза, хемицелулоза, нишесте - които се превръщат микробиологично в различни видове вещества и съединения, използвани в голямо разнообразие от индустрии.

Зеленчукови продукти
Растителните суровини имат широко и разнообразно приложение в хранителната, целулозно-хартиената, химическата, текстилната, медицинската, фармацевтичната, парфюмерийната, козметичната и много други индустрии.
Има 8 групи растителни ресурси:
1. Лечебни растения. Растенията от тази група съдържат различни биологично активни вещества (алкалоиди, гликозиди, кумарин, витамини и др.), които, попаднали в човешкото тяло, имат терапевтичен (лечебен) ефект. Такива растителни суровини се използват в медицината и фармацията. На тяхна основа се произвеждат лекарства, чиято дозирана форма и действие са много разнообразни.
2. Фуражните растения са храна за диви и домашни животни.
3. Мазни маслодайни растения, от плодовете или семената на които се получават растителни (ядливи) или индустриални масла.
4. Етеричномаслените растения съдържат различни етерични масла, които са смеси от различни вещества (алкохоли, етери, терпени) и имат особена миризма (например: жълтурчета, коприва). Такива растения се използват в козметичната и парфюмерийната индустрия за производство на козметика и парфюмерия, в медицината и фармацията за производство на фармацевтични продукти.
5. Медоносни растения. Всички растения, които произвеждат нектар и цветен прашец, са добра основа за пчеларството. И също така широко използван в хранително-вкусовата промишленост.
6. Отровни растения. Някои видове отровни растения се използват като инсектицидни, противогъбични средства.
Растителните суровини имат голямо разнообразие от приложения в хранително-вкусовата промишленост, дървообработването, текстилната, фармацевтичната и медицинската, химическата промишленост. И днес възобновяемите растителни суровини са от голямо значение.
Хранителни растения - Зеленчуковите (салатни) растения се използват в храната под формата на салати, супи, основни ястия (например папрат).
- Пикантно-ароматични и пикантно-вкусни растения, обединени в една подгрупа, съдържат летливи и приятно миришещи етерични масла, гликозиди, тонизиращи и други вещества и се използват традиционно в хранително-вкусовата промишленост.
- Питейните растения се използват за приготвяне на напитки и им придават особен вкус и аромат, както и заместители на чая и кафето (например: жълт кантарион, билка от върба или иван чай), включително почти всички плодове и горски плодове.
- Нишестени и зърнени растения за производство на нишесте или (в сух и смлян вид) като добавка към брашно при печене на хляб.
Индустриални растения – Боядисващите растения съдържат оцветяващи химикали в различни части от тях, най-често гликозиди. Използват се в химическата, хранителната и други индустрии.
- Дъбилните растения съдържат танини (танини). Намират се екстракти, получени от суров дъбен широко приложениев кожарската, текстилната, авиационната индустрия, както и в медицината.
- Влакнести растения по физика - механични свойстватехните органи са подходящи за използване в текстилната промишленост и народните занаяти (тъкане от върба).
- Специално - технологичните растения се отличават с редица полезни свойства, които им позволяват да се използват за оптимизиране на някои технологични процеси, за защита на хранителните продукти от разваляне по време на съхранение и за други цели (например: боровинка, жълтурчета).
В този случай растителните суровини могат да се обработват както с традиционни термохимични и химични процеси (пиролиза, киселинна хидролиза), така и с микробиологични технологии: ензимна хидролиза, микробиологично преобразуване и др. (фиг. 1)
Ориз. 1 Процеси на преработка на растителни суровини и продукти от тях
Технологии за обработка на дърво.
За получаване на различни видове органични вещества отдавна се разработват методи за термична и термохимична обработка на растителни суровини, главно дървесни материали и селскостопански продукти, включително техните отпадъци. Тези методи са пиролиза (термично разлагане без достъп на въздух), киселинна хидролиза, както и сложни процеси, съчетаващи пиролиза и хидролиза. В този случай се получават редица ценни вещества, някои от които могат да бъдат отправна точка за получаване на различни видове мономери.
Обещаващи са нови процеси на каталитична (киселинна) пиролиза на растителни материали с използването на неорганични киселини, соли и различни неорганични съединения - забавители на огъня като катализатори. В този случай се образуват и фурфурол, левогдюкозан (1,6-анхидро-b-D-глюкопираноза) и други органични вещества, на базата на които могат да се получат различни мономери за получаване на полимерни материали - влакна, филми, пластмаси.
По време на хидролизата на растителни материали в присъствието на киселини протичат различни химични реакции, но с различна скорост за различните компоненти. Има две основни групи реакции:
целулоза> хексоза;
хемицелулози> декстрини> пентози + хексози.
В допълнение, вторичните реакции могат да се появят с по-ниска скорост:
пентози> фурфурол;
фурфурол> хумусни вещества + мравчена киселина;
хексози> оксиметилфурфурал;
оксиметилфурфурал> хуминови вещества + левулинова киселина + мравчена киселина.
Чрез избора на условията на хидролиза вторичните реакции могат да бъдат сведени до минимум.
Най-обещаващата двуетапна хидролиза на дървесина и други растителни отпадъци под налягане с използване на сярна киселина с ниска концентрация като катализатор:
По време на хидролизата на растителните суровини е необходимо пълното му комплексно използване, което прави възможно създаването на по-икономични технологии. В този случай основният отпадък е лигнинът. Въпреки това, поради трудностите при използването на значителни количества лигнин за хидролиза, за предпочитане е да се използват растителни материали, съдържащи минимално количество лигнин, тъй като неговото използване е най-трудно и енергоемко.
Следователно важен вид суровина са селскостопанските продукти, съдържащи нишесте, и селскостопанските отпадъци, съдържащи минимум лигнин и малко нишесте, например царевица на кочан. Тяхната киселинна или за предпочитане ензимна хидролиза прави възможно получаването на различни вещества с ниско молекулно тегло, особено глюкоза за нейното последващо биохимично преработване в различни мономери и полимери за получаване на влакна и филми, по-специално млечна киселина и алифатни полиестери - полиалканоати.
Делигнификация на дърво. Същността на процесите на делигнификация се свежда до отстраняване на лигнин от дървесната биомаса за получаване на целулоза. Най-мащабното използване на дървесната маса е производството на хартия и картон, както и на различни химически производни на целулозата. В момента нови, по-приемливи в екологичен плантехнологии за производство на целулоза, по-специално на базата на методите за окислителна делигнификация на дърво с кислород в среда на сода каустик или сода (кислородно-алкална и кислородно-содова делигнификация). Процесът на делигнификация на дървесината с най-евтиния и най-екологичен реагент - молекулярният кислород има такива предимства като липсата на сяра, съдържаща неприятна миризма газови емисии, ниска токсичност на отпадъчните води, по-лесно избелване на целулозата на следващ етап.
Газификация на дървесина. Тъй като n въглехидратите от биомаса съдържат много кислород и влага, процесът на газификация изисква много по-малко водна пара, отколкото газификацията на изкопаеми въглища. Реакцията на окислително газифициране на растителна биомаса се извършва в автотермичен режим чрез добавяне на кислород или въздух.
Предложен е метод за газификация на дървесина на базата на парен крекинг на дървесни летливи вещества във фиксиран слой на алуминиево-никелов катализатор. В този случай добивът на газообразни продукти се увеличава от 50 до 90% в сравнение с некаталитичния процес. Високото съотношение H2/CO (1,96) прави възможно използването на получения синтез-газ за производство на метанол без стъпката на преобразуване на CO с пара.
Процесите на окислителна газификация на натрошена растителна биомаса в кипящ слой на окислителен катализатор изглеждат обещаващи. На тази основа е възможно да се създадат комбинирани процеси за преработка на биомаса с едновременно производство на горивен газ или синтез-газ, както и порести въглеродни материали.
Втечняване на дървесина и лигнин. Създаване на икономични методи за получаване на течни въглеводородни смеси от дървесни отпадъцище позволи решаването на проблема с тяхното оползотворяване и постигане на икономии на нефтени суровини. Обещаващи направления за получаване на течни горива са свързани с разработването на процеси за каталитична редукция на растителната биомаса и нейните компоненти с водород, въглероден оксид и други редуциращи агенти.

Технологични подходи към преработката на растителни суровини
В зависимост от вида на получения продукт се разграничават следните технологии за преработка на растителни суровини: термохимични и химични процеси (пиролиза, киселинна хидролиза), микробиологични технологии: ензимна хидролиза, микробиологично преобразуване и др.
През последната четвърт на XX век индустриалната микро биологични методии технологии за преработка на лигноцелулозни растителни суровини. Те обаче имат редица характеристики в сравнение с добре познатите процеси на хидролиза на нишесте, основните са:
предварителна обработка на растителна материя, включително активираща обработка;
култивиране на микроорганизми и получаване на ензимни препарати;
действителната биохимична трансформация на суровината в целевия продукт (глюкоза или други хексози);
отделяне на получената биомаса и изолиране на целевия продукт (глюкоза и др.);
рециклиране.
Изборът на щамове микроорганизми до голяма степен определя ефективността на биохимичните процеси.
Микробиологичното разграждане на растителните материали се извършва при аеробни или анаеробни условия, чрез периодични и непрекъснати методи с използване на различни технологии и инструментални решения.
Изборът на конкретна технологична схема трябва да се определя въз основа на вида на използваните растителни материали, вида на микроорганизмите и много други фактори. При което голямо значениеима оптимизацията на хранителната среда, съдържаща източници на въглерод, азот, както и фосфор, сяра, йони на алкални и алкалоземни метали, микроелементи и други минерални вещества. Условията за култивиране на микроорганизми, включително pH на средата, концентрацията на компонентите, температурната игра важна роляв осигуряване на максимална производителност, минимизиране на страничните реакции и осигуряване на максимален добив на целевия продукт.
Изолирането и пречистването на получения междинен или краен продукт се извършва в зависимост от състава на реакционната среда и свойствата на екстрахирания компонент с помощта на различни методиизползва се и в традиционните химически технологии: филтриране, центрофугиране, екстракция, сорбция, йонообмен, мембранно разделяне, електродиализа и др.
Както бе споменато по-рано, обработката на растителни суровини също се извършва с помощта на термохимични и химични процеси(пиролиза - термично разлагане без достъп на въздух, киселинна хидролиза и др.).
Пиролизата или сухата дестилация на дървесина е един от древните методи за неговата преработка за получаване на различни продукти, включително дървени въглища, катран, терпентин и др. В момента пиролитичните процеси на преработка на дървесина и други растителни суровини позволяват получаването на различни продукти, използвани в органични процеси.синтез.
Хидролизата на растителни суровини е най-обещаващият метод за химическа обработка на дървесина, тъй като в комбинация с биотехнологични процеси дава възможност за получаване на фуражи и хранителни продукти, биологично активни и фармацевтични продукти, мономери и синтетични смоли, гориво за двигатели с вътрешно горене. и различни продукти за технически цели. Хидролитичното производство се основава на реакцията на хидролитно разцепване на гликозидни връзки на полизахариди на биомаса на вдървесени растителни суровини с образуването на монозахариди като основни реакционни продукти, които преминават по-нататъшно биохимично или химическа обработка, или са част от продаваеми продукти. Процесът на хидролиза и производството на хидролиза са описани по-подробно в Глава 2.
Обща характеристика на инсталациите за хидролиза
Хидролизната индустрия обединява индустрии, базирани на химическа обработка на растителни материали чрез каталитично превръщане на полизахариди в монозахариди. Произвежда от нехранителни растителни материали - отпадъци от дърводобив, дъскорезство и дървообработване, както и селско стопанство- фуражни дрожди, етилов алкохол, глюкоза и ксилитол, фурфурол, органична киселина, лигнин и други продукти. Националното икономическо значение на хидролизната индустрия се състои преди всичко във факта, че тя използва огромни ресурси от растителни отпадъци за производството на ценни продукти (целулоза и хартиена и микробиологична промишленост), чието производство в други отрасли консумира значително количество храна и фуражни продукти (зърно, картофи, меласа и др.).
Въз основа на технологиите за хидролиза на растителна биомаса през 30-70-те години. от миналия век в СССР е създадена хидролизна индустрия (повече от 40 хидролизни и биохимични предприятия), където като суровини се използват: отпадъци от дървообработване (дървесни стърготини, плочи, стърготини, дървени стърготини) и целулоза и хартия (сулфит ликьор) промишленост, селскостопански отпадъци (кочан от царевица, слънчогледова люспа, слама и др.), както и някои видове отпадъци от хранително-вкусовата промишленост. До края на 80-те години на миналия век в предприятията на хидролизната промишленост в СССР се произвеждат следните продукти: етилов алкохол - 15 милиона декалитра годишно; фуражни дрожди - 400 хиляди тона годишно; фурфурол - 30 хиляди тона годишно; въглероден диоксид - 25 хиляди тона годишно; ксилитол - 3 хиляди тона годишно;
Освен това хидролизните инсталации произвеждат фурфурилови и тетрахидрофурилови алкохоли, тетрахидрофуран, ксилитан, фуражна захар, лигнобрикети, нитролигнин, медицински лигнин и други продукти. През втората половина на 20-ти век в Китай, България, Бразилия и Куба са построени хидролизни инсталации по технологии, разработени във ВНИИХИДРОЛИЗ. Гамата от възможни източници на суровини за производство на продукти от хидролиза, изследвани във VNIIHIDROLIZ, обхваща както традиционни руски видове, така и екзотични за нас: багас, фурми и др. и т.н.
Към днешна дата в Русия работят 16 хидролизни завода, които произвеждат основно етилов алкохол и алкохол-съдържащи продукти. В същото време нивото на производство на традиционни продукти рязко спадна, с изключение на производството на етилов алкохол. Например, производството на фуражни дрожди намалява повече от 10 пъти, фурфурол - 5 пъти, а ксилитолът изобщо не се произвежда.
Трябва да се отбележи, че, както е известно, в процеса на хидролиза се използват киселинни и солеви катализатори. В същото време най-широко използваната технология на хидролиза с разредена сярна киселина. Резултатите от дългогодишни изследвания в областта на хидролизата с концентрирани киселини (сярна и солна) позволяват да се заключи, че този вид технология е обещаваща. На подобно мнение се придържат и чуждестранни изследователи.
В Канск (Русия) в продължение на няколко години успешно работи пилотен завод с капацитет 600 тона глюкоза годишно, в който е внедрена технологията за производство на кристална глюкоза по метода на хидролиза на дървесина с високо концентрирана солна киселина .
По този начин Русия разполага с необходимите научни, технологични и промишлени възможности за производство на горивен етанол. В същото време, като се има предвид фактът, че страната ни е в зоната на рисково земеделие, а от друга страна, разполага със значителни запаси от дървесина, производството на етанол по технологии на хидролиза изглежда целесъобразно.
При определени условия съществуващите мощности на хидролизни предприятия могат да станат обект на инвестиция, което значително ще увеличи (2-3 пъти) производството на етилов алкохол, както и ще възстанови производството на други специализирани продукти. Чрез използването на технологии за интегрирано използване на суровини, внедряване на енергоспестяващи технологии, включително използването на хидролиза на лигнин като енергийно гориво, цената на етанола може да бъде намалена поне 2 пъти.
Технологията на хидролизата включва обосноваване и характеризиране на технологични параметри и схеми на процеса на хидролитична обработка на растителни суровини за получаване на хидролизат - воден разтвор на монозахариди, основен междинен продукт на производството. Технологичните схеми, характеристиките и режимите на работа на основното оборудване са в основата на технологичните регламенти на производството.

Преглед на инсталациите за хидролиза
Производство на хидролитични дрожди.
Фуражната мая се произвежда от следните видове въглехидратни суровини: хидролизати от дървесни и растителни отпадъци от селскостопанското производство и безалкохолна утайка от хидролизно-алкохолно производство; сулфитни течности и прехидролизати за производство на сулфат-целулоза; деалкохолизирана утайка - отпадъчен продукт от производството на етилов алкохол при преработката на захарно цвекло.
Микроорганизмите също се култивират върху въглеводородни суровини. Захранването с микробна биомаса може също да се получи чрез използване на окислени въглеводороди, предимно метанол и етанол, като суровина.
Основните етапи в производството на фуражни дрожди са: получаване и приготвяне на хидролизата за биохимична обработка, непрекъснато култивиране на дрожди (ферментация), концентриране и сушене на дрожди.
Получаване на етанол.
При производството на алкохол технологията на хидролиза и приготвяне на хидролизат за биохимична обработка не се различава много от съответните процеси в производството на дрожди. Разликата е, че в производството на алкохол се използва иглолистна дървесина, чиято хидролиза постига по-висок добив на хексози в сравнение със суровини, съдържащи пентоза. За да се получи висока концентрация на монозахариди, хидролизата се извършва при по-ниска стойност на хидромодула за готварска киселина (около 12) и субстратът не се разрежда преди ферментация.
Технология на фурфурола и неговите производни.
За разлика от производството на алкохол и дрожди, базирано на биохимичната обработка на монозахариди на хидролизати, производството на фурфурол се основава на процесите на химични трансформации на монозахариди. Параметрите на обработка на растителните суровини при производството на фурфурол трябва да осигуряват хидролизата на хемицелулозите и дехидратацията на получените пентозни монозахариди. В промишлен мащаб фурфуролът се получава изключително от растителни суровини и следователно този продукт се произвежда само в предприятия за хидролиза.
Технология на хранителен ксилитол.
Ксилитолът се получава чрез хидрогениране на хемицелулозни хидролизати на пентозан-съдържащи суровини, съдържащи основно ксилоза. Растителни суровини, съдържащи пентазан, са единственият източник на ксилитол, който се произвежда само от хидролизната индустрия.
Технологичният процес за производство на ядивен ксилитол може да бъде разделен на следните основни етапи: механично обучениеи химическо модернизиране на пентозан-съдържащи суровини; двуетапна пентозо-хексозна хидролиза на суровини; приготвяне на пентозен хидролизат за процеса на хидрогениране; хидрогениране на ксилозния разтвор; пречистване на разтвор на ксилитол; концентрация на разтвор на ксилитол и кристализация на ксилитол.
Технология на хранене с въглехидрати.
В момента потребностите на селскостопанското производство от въглехидратни фуражи се увеличават, но те далеч не са напълно задоволени. В тази връзка в производството на хидролиза се разработват нови направления за преработка на растителни суровини за получаване на фуражни растително-въглехидратни добавки и фуражна хидролизирана захар. На фиг. 2 е показана обща схема за получаване на фураж от растителни материали по различни методи.

E - екструдиране; GR - горещо смилане; КОДВМ - захаросана фуражна каша; RUK - растително-въглехидратна фуражна добавка; RUBK - растителна въглехидратна протеинова храна; RMD - билкова и минерална добавка
Ориз. 2 Обща схема за получаване на фураж от растителни материали по различни методи
Отпадъци от хидролизни инсталации
Продукцията на основните и вторичните пазарни продукти от преработените суровини характеризира нивото на технологично съвършенство и до голяма степен определя икономическата ефективност на производството. Дълбочината на използване на суровините също влияе върху екологосъобразността на производството. Колкото по-нисък е добивът на целевите продукти, толкова повече се генерират твърди, течни и газообразни отпадъци, които замърсяват околната среда.
През последните години развитието на хидролизните индустрии и стабилната работа на редица действащи предприятия са ограничени преди всичко от фактори на околната среда, чието значение дълго време се подценява.
За радикално решение на проблема с опазването на околната среда е необходимо да се използва оптимална за околната среда технология, включваща цялостна преработка на суровини, пречистване и използване на отпадъчни води и газови емисии.
Значително замърсяване на околната среда възниква в резултат на газови емисии (прах и газ, пара и газ, газ-въздух). Високото замърсяване с газови емисии ограничава работата на редица предприятия.
Хидролизните предприятия се характеризират с постоянни и периодични емисии, горещи и студени, високи и ниски в точките на заустване, организирани (предвидени от технологичната схема) и неорганизирани (предизвикани от течове на оборудване и комуникации). Поради несъвършенство на технологичните процеси и оборудване, аерозол, съдържащ въздух, некондензиращи газове, водни пари и органични примеси, фини течни капчици и твърди частици (прах) от изходната суровина, лигнин, дрожди, пепел и др. атмосфера.
Значително количество емисии от основното производство (80-90%) се падат върху инвентар, неутрализатори, сушилни. Емисионните точки на емисии са цедки, ферментатори, утаители, колектори и друго оборудване.
Отрицателното въздействие на емисиите на пара и газ върху околната среда се свързва преди всичко с наличието на фурфурол. Санитарното състояние на атмосферата се влияе и от отделянето от ферментатори с отработен въздух на живи клетки на производителя (аспорогенни дрожди) и протеинови продукти в отработения въздух след спрей сушилни.
Освен емисиите от основните производствени халета има и емисии от котелни.
Понастоящем пречистването на отработения въздух трябва да се извършва във всички предприятия от дрождевия профил. И така, с технологията на непрекъснато култивиране на дрожди по време на ферментация във ферментатора, се получава следното: преминавайки близо до аератора, циркулиращата хранителна среда се обогатява с атмосферен кислород. В резултат на циркулацията на малки мехурчета се увеличава средното време на престой на въздуха във ферментатора и степента на неговото използване. Големите мехурчета преминават през ферментатора веднъж. Отработеният въздух преминава през филтър или скрубер на Вентури за отстраняване на микробните клетки и се изхвърля в атмосферата. По този начин е необходимо да се запечатат ферментаторите във всички инсталации и да се организира обработката на отработения въздух. От особено значение е и въпросът за кондензацията на фурфурол-съдържащи пари, генерирани в изобретателите, колекторите и утаителите.
По този начин е необходимо широкото използване на методи за сухо и мокро почистване на емисиите с високоефективни инсталации за събиране на прах и газ при създаването на нискоотпадна и безотпадна технология за производство на хидролиза.
Основният замърсяващ отпадък от производството на хидролитни дрожди е отработената културална течност (OLC) или т. нар. пост-дрождена каша (PDB). Той съставлява 30-35% от общото количество замърсяване по обем. На 1 тон Абс. сухите суровини в OKZh съдържат 100-150 кг сухи вещества; концентрацията им е 0,9-1,3%.
Поради високото съдържание на примеси, OLC принадлежи към силно концентрираните отпадни води и изисква дълбоко почистване и изхвърляне.
Вакуумното изпаряване на OKZh дава възможност да се получи кондензат от вторични пари, подходящ за използване в основното производство вместо прясна вода, и остатък от дрожди (PDO) под формата на течен концентрат или в прахообразно състояние след сушене .
Промишлените предприятия разполагат с две водоснабдителни системи: техническа вода за производствени нужди и пия водаза битови нужди. Промишлените и битовите отпадъчни води се заустват през отделни канализационни системи и се пречистват в различни или общи пречиствателни съоръжения. При създаването на циркулационни водоснабдителни системи е необходимо отделно третиране на промишлени и битови отпадъчни води.
В предприятията от хидролизната промишленост основните отпадъчни води са: ОКЛ за производство на дрожди и алкохол; отпадни води от други производствени и спомагателни цехове; условно чиста (нормално чиста) вода след топлообменно оборудване; дъждовни и битови отпадъчни води в общия район.
Според функционалното си предназначение всички методи за пречистване на отпадъчни води се разделят на вътрешноцехово пречистване на отпадъчни води и пречистване извън площадката.
Локалното пречистване в магазина се използва за частично отстраняване на някои видове замърсители за последващо използване на пречистената вода в циркулационната система за водоснабдяване или в затворени цикли на използване на вода по протежение на основния технологичен поток, за намаляване на общото ниво на замърсяване на отпадъчните води, изпращани за по-пълно пречистване към пречиствателни съоръжения извън площадката на промишлено предприятие или към градски пречиствателни станции. По време на почистването в магазина е възможно да се използват механични, химични, биологични и електрохимични методи.
Пречистването на отпадъчни води извън площадката се използва за пречистване на общи отпадъчни води. Механобиологичното пречистване съчетава механично пречистване на отпадъчни води от суспендирани твърди вещества и биологично пречистване от разтворени примеси.
Основните разтворени замърсители се отстраняват при биологично (биохимично) пречистване на отпадъчни води. Този метод се основава на способността на микроорганизмите да асимилират органични и неорганични съединения в отпадъчните води.
За интензифициране на процесите на биологично пречистване на отпадъчни води се тестват методи за целенасочена селекция на култури от микроорганизми, аеробно стабилизиране на културите, използване на химически мутагени и др.
Биологичното пречистване на отпадъчни води се извършва чрез аерация или аерофилтри.
В хидролизната индустрия основният тип оборудване за биологично пречистване на отпадъчни води са смесителни аерационни резервоари, в които пречистената отпадъчна вода и активната утайка се разпръскват в аерационния резервоар по надлъжната стена и утайковата смес също се изхвърля. На втория етап от биологичното пречистване, където концентрацията на замърсители се понижава, е възможно да се използват изместващи аерационни резервоари, в които постъпващата вода не се смесва с подадената преди това вода.
Най-радикалният метод за защита на водните обекти от замърсяване е преминаването към технологични схеми с напълно или максимално затворени схеми за използване на водата.
При създаването на безотпадни технологични процеси от голямо значение е намирането на начини за рационално използване на излишната активна утайка от пречиствателните съоръжения.
Отпадъците от хидролизното производство са с голям тонаж и включват: технологичен хидролизен лигнин (THL), утайки, утайки от отпадъчни води в първични утаителни резервоари, излишък от активна утайка след биологично пречистване на отпадъчни води и промишлени отпадъчни води. Особено в големи количества се образува THL, чиято продукция е 30-40% от масата на преработените суровини, или 3,5 милиона тона / година.
Следователно проблемът с оползотворяването на лигнин е сериозна и многостранна задача на производството на хидролиза. Проблемът с твърдите отпадъци от хидролизното производство е разгледан по-подробно в Глава 3.

Рециклиране на твърди отпадъци от хидролизни индустрии
Както бе споменато по-рано, преработката на твърди отпадъци представлява най-голям интерес по въпроса за оползотворяването на отпадъците от хидролизното производство.
Твърдите отпадъци от хидролизата включват биополимери, които се разделят на: производни на нишестето, целулозни полимери, полимери на основата на лигнин.
Нишестето е полизахарид с високо молекулно тегло. Образува се от два полизахарида – амилоза и амилопектин. Растенията разграждат нишестето, продуктите на което са енергийни източници и основен материал за биосинтеза. В промишлеността от нишесте се получават меласа, алкохол, изкуствен каучук и други важни продукти.
Нишестето е основният резервен хранителен елемент в много растения. В картофените клубени той съдържа средно 15-18%, в другите зеленчуци и плодове - много по-малко.
Целулозата (целулозата) е полизахарид, характеризиращ се с висока степен на полимеризация; от него са изградени основно клетъчните стени на растителните тъкани. Химичната устойчивост на целулозата е висока. Това съединение не се разтваря във вода дори когато се вари.
Неговите молекули се разлагат под действието на силни киселини при нагряване и под налягане. Този процес се използва за получаване на технически алкохол от нехранителни суровини. Целулозата се абсорбира в сложния стомах на преживните животни, който съдържа бактерии, които разграждат фибрите и подпомагат храносмилането им.
Установено е, че повишеното съдържание на целулоза се свързва с механичната якост на тъканите, транспортируемостта и съхраняемостта на зеленчуците и плодовете. Съдържанието на целулоза в плодовете варира от 0,5 до 2%, в зеленчуците - от 0,2 до 2,8%.
Лигнинът е вещество с високо молекулно тегло, придружаващо целулозата. Присъства в вдървесени растителни тъкани. В забележимо количество (десети от процента) лигнинът се натрупва в цвеклото по време на презряло и загрубяване на съдовите влакнести снопове. При останалите плодове и зеленчуци съдържанието му е незначително.

Физикохимична обработка
Изгарянето е най-разпространеният физичен и химичен метод за преработка на твърди отпадъци.
Както бе споменато по-рано, лигнинът е най-тонажният вид отпадък от производството на хидролиза. Следователно е необходимо да се разгледат по-подробно методите за физикохимична обработка на лигнин.
В момента индустрията използва различни схеми за предварителна подготовка на лигнин и неговото изгаряне в котелни.
Най-ефективните схеми за приготвяне и изгаряне на гориво с предварително смилане на лигнин. Практическо приложение намират в полуотворени вериги и вериги за директно впръскване, според които лигнинът се суши с димни газове на парен котел в низходящи сушилни тръби и се смила и суши в мелнични вентилатори.
Методи за карбонизация на лигнин. На базата на технически лигнин е възможно да се получат различни въглеродни материали (по-специално лигнинови въглища) в резултат на неговата термична или химическа карбонизация. Колактивит е полифункционален сорбент - активен въглен, получен в резултат на химическа карбонизация на технически лигнин с концентрирана сярна киселина. Основното практическо приложение на colactivite е за пречистване на пентозен хидролизат при производството на ксилитол.
Окисление на лигнин с азотна киселина. От многобройните методи за химическа обработка на хидролизния лигнин с производството на неговите производни, методите за окисляване и нитриране на лигнин с азотна киселина са намерили практическо приложение. Получените лигнинови производни се използват при пробиване на нефтени и газови кладенци като реагенти за намаляване на вискозитета, напрежението на срязване и загубата на течност от пресни и солеви глинени разтвори.
Преобразувател на ръжда на лигнин. Преобразувателят на ръжда е многокомпонентна композиция на базата на модифициран хидролизиран лигнин. Лигнинът е способен да образува комплексни съединения с железни оксиди и други железни съединения.
Преобразувателят на ръжда се използва при подготовката на метал за боядисване и за предотвратяване на неговата корозия в много сектори на националната икономика.
Получаване на медицински лигнин. Медицински лигнин се използва за лечение на остри стомашно-чревни заболявания от инфекциозен и неинфекциозен характер, придружени от дисбиоза и интоксикация. Технологията за производство на лигнин за медицински цели е сравнително проста. Хидролизният лигнин се пречиства от примеси, активира се чрез алкална обработка при повишени температури, промива се от алкали и се раздробява.

Биотехнологична обработка 3.2.1 Биохимия на растителните биополимери

В природата съществуват редица микроорганизми, които произвеждат определени ензими, необходими за преработката на растителни материали. Тези ензими включват целулази, пектинази, ксиланази, лакази, пероксидази, тирозинази и др.
На първо място, това са микроскопични гъбички.
Като цяло гъбичките, които унищожават дървесината, са разделени на четири групи:
1. Гъбички от кафяво гниене – принадлежат към подразделението на базидиомицетите, унищожават основно дървесните полизахариди.
2. Гъбите от бяло гниене - - принадлежат към подразделението на базидиомицетите, унищожават основно лигнин, но са способни да унищожават полизахаридите.
3. Гъби с меко гниене – торбести и несъвършени гъби, унищожават полизахаридите и лигнина.
4. Гъби синьо-торбести и несъвършени гъби, живеят главно благодарение на остатъчни протеини в паренхимните клетки. Те разрушават полизахаридите в ограничена степен.
Бактериите са способни да унищожават полизахариди и лигнин, но техните морфологични свойства (колониален растеж) не им позволяват да действат като високоефективни деструктори при ферментация в твърда фаза.
Гъбите от бяло гниене произвеждат различни ензими, които подпомагат усвояването на лигнин. Някои от гъбите произвеждат предимно лаказа, други пероксидаза и тирозиназа. Процесът на производство на ензими се различава в зависимост от това дали ензимът се използва вътре или извън хифите.
Лигноцелулозният комплекс на растителния субстрат се състои от три основни компонента: целулоза, хемицелуло и лигнин. Съотношението на компонентите се различава при различните субстрати.
Най-податлива на разграждане е хемицелулозата, която се състои от мономери като ксилоза (ксилан), арабиноза (арабан) и маноза (манан). Комплекс от ензими, специфични за този субстрат, разгражда полизахаридите до олигомери и след това до захарни мономери. Целулозата се състои от глюкозен мономер и е плътно опакована в микротубули, които също се разцепват от комплекс от целулазен ензими: C1 - ензимите разхлабват микрофибрилите, Cx - ензимите образуват олигомери, а глюкозидозата (целобиазата) разцепва монозахарта. Най-устойчив на ензимно разграждане е лигнинът, който се състои от различни фенолни мономери, които също могат да се комбинират по различни начини.
При всички диви гъби е установено комбинирано унищожаване на всички дървесни компоненти. Открит е ензим, който изисква целобиоза (продукт на разлагането на целулозата) за разрушаването на лигнина, когато се комбинира с локаза. Този ензим е наречен целобиозехинон оксидоредуктаза. По-късно беше показано, че присъствието на целобиозехинон оксидаза редуктаза не е необходимо за разграждането на лигнина от гъбата Phanerohaete chrisosporium. Наличието на лаказа е абсолютно необходимо. Промяната на лигнина под въздействието на гъбички от бяло гниене е повишаване на съдържанието на карбонилни и карбоксилни групи.
Най-ефективните производители на целулази са гъбите. Ензимните системи на гъбичките съдържат по правило множество форми на двете форми на целулази. Основни производители на целулази са гъби от родовете Trichoderma, Fusarium, Chaetomium, Dematium, Stachybotrys, Styzanus, Aspergillus и др.
Най-изследваният производител на целулази, който има голямо практическо значение, е почвената гъба Trichoderma viride (reesei). Той отделя най-малко 2 изоензима целобиохидролаза. Оптималното каталитично действие на целулазите на повечето гъби се проявява при pH 4-5.
Сред анаеробните бактерии най-известният производител на целулази е Clostridium thennocellum. Структурата на целулазите на тези бактерии се различава значително от целулазите на гъбичките. Този микроорганизъм отделя големи супрамолекулни образувания, които съдържат най-малко 14 различни протеина, включително целулазни молекули – така наречените целулозоми (общо молекулно тегло над 2 милиона). Подобни образуванияоткрити в някои други анаеробни бактерии, вкл. в стомаха на преживните животни.
Гъбите от рода Trichoderma и Aspergillus са активни продуценти на ксиланази и пектинази.

3.2.2 Микроорганизми-деструктори на растителни суровини

Биологични фактори, или агенти на биоразграждане на растителни материали, дървесината са живи организми, които могат да имат разрушителен ефект върху нея, сред такива микроорганизми са бактерии, гъбички.
Бактериите разрушават дървесината в ограничена степен, размножават се чрез клетъчно делене и не могат да се движат в дървесината, освен тази, която е под вода. Бактериите са склонни да колонизират дървесни клетки, използвайки протеини като хранителни източници. Няма съмнение, че не само гъбичките, но и бактериите могат да унищожат лигнина. Разлагането му обаче става толкова бавно, че изглежда напълно незначително в сравнение с други метаболитни процеси на бактериите. Комплексните съединения (лигнин, целулоза) са недостъпни за дрождите.
По този начин най-активните разрушители на растителните материали са микроскопичните гъби, а плесените играят важна роля в процеса на унищожаване.
Растителният субстрат съдържа лесно достъпни органични вещества като разтворими захари, олигозахариди, нишесте. Тези съединения се консумират от всички микроорганизми и преди всичко от конкурентни плесени - Trichoderma, Penicillium, Aspergillus, Mucor и др. Такива гъби се наричат ​​още "захар".
Трудно достъпните съединения под формата на полизахариди: целулоза, хемицелулоза, пектин се използват от гъби, които имат съответните комплекси от хидролитични ензими: целулази, пектинази, ксиланази. Чрез разграждането на целулозата от лигноцелулозния комплекс, тези гъбички оставят лигнин непокътнат, което придава на субстратите по-тъмен, кафяв вид. Сред тях са конкурентни плесени като Trichoderma, сред които Trichoderma viride е обещаваща в производството на ксиланази, а Aspergillus niger е пектиназата.
Известно е и разрушителното действие на гъбата от род Phanerochaete, която причинява "бяло гниене", и на гъбата от род Fusarium.
Причинителите на биоповредите на дървесината са свързани основно със следните групи гъби: Coniophora, Tyromyces, Zentinus, Serpula, Gloeophyllum, Trametes, Pleurotus, Schizophyllum.
Гъбите, които унищожават предимно лигнин, включват Polystictus versicolor и някои други (например Stereum hirsutum). Има и гъбички, които действат едновременно върху лигнин и целулоза; такива са Pleurotus ostreatus, Ganoderma applanatum, Polyporus adustus, Armillaria mellea.

Примери за технология за биоразграждане на растителни суровини
По-голямата част от растителната материя е под формата на силни полимери като целулоза, хемицелулоза и лигнин, които почти или изобщо не се използват от животинския организъм като хранителни вещества. За да се подобри усвояването на компонентите на растителните суровини, интензивно се разработват физични, химични и биологични методи за разрушаване на полимерите и превръщането им в по-ценни продукти.
За биопреобразуването на въглехидрати от растителни материали се използват различни групи микроорганизми: бактерии, дрожди, микроскопични гъби.
В момента има най-малко пет направления на биоконверсия на растителни суровини (включително отпадъци от животновъдни ферми, които могат да се считат за отпадъци от преработка на растителни суровини): получаване на протеинови концентрати за хранителни и фуражни цели от зелена маса на растенията; микробна протеинизация на нишесте и целулоза-съдържащи суровини за получаване на хранителни и фуражни продукти; разграждане и фракциониране на метан или аеробна обработка на отпадъци от животновъдни ферми както за получаване на висококачествени органични торове, фуражни добавки, биогаз (за енергийни цели), така и за опазване на околната среда; консервиране на фуражите с цел запазване и дори повишаване на тяхната хранителна стойност; комплексна обработка на растителни суровини.
Нови перспективи се отварят чрез твърдофазна ферментация на субстрати, овлажнени до 50-60% влага. За такава ферментация на скорбяла и съдържащи целулоза селскостопански суровини (зърно, трици, слама, обвивка, стрък и др.) могат да се използват нишковидни гъби. В лабораторни и полупроизводствени условия с помощта на дрождевидната култура на Endomycopsis fibuliger се получават зърнени продукти с протеиново съдържание 18-20%, а с помощта на Trichoderma lignorum - сламени продукти с протеиново съдържание 12-18 % бяха получени. По биологична стойност протеинът на тези продукти не отстъпва по нищо на протеина на дрождите. Мицелната маса съдържа по-малко нуклеинова киселинаотколкото мая. Полученият продукт може да служи като източник на витамини от група В и хидролитични ензими.
Работи се и по микробното разграждане на лигнина, което отваря перспективата за получаване на микробен протеин не само от целулоза и растителна хемицелулоза, но и от лигнин, най-издръжливият полимер на клетъчната стена. За съжаление все още няма високопроизводително оборудване за твърдофазна ферментация на растителни суровини в индустриален мащаб.
По този начин биоразграждането на растителните материали и страничните продукти на селското стопанство и промишлеността решава едновременно производствени и екологични проблеми. Става дума за постигане на две цели в един процес: оползотворяване (биоразграждане) и превръщане на ненужните суровини в полезни продукти (биоконверсия).
4.Фуражно производство
4.1 Състав на фуража

Производството на фураж е комплекс от организационни, икономически и агротехнически мерки, използвани за създаване на фуражна база за животновъдство.
За нормалното животновъдство е необходимо фуражът да съдържа протеини, мазнини, въглехидрати, витамини в определени пропорции.
Различните фуражи, използвани в животновъдството, се различават по състав и хранителна стойност и принадлежат към различни класификационни групи.
Фуражите се групират според произхода им и най-важните качества (съдържание на хранителни вещества в единица маса, физични свойства, физиологично влияние и др.).
По произход (въз основа на класификацията на специалиста Г.О.Богданов) фуражите се делят на зелени, сочни, груби, концентрирани, фуражни отпадъци от промишлено производство, хранителни отпадъци, фуражи за животни и микробиологичен произход, минерални, безбелтъчни азотни и други добавки. , витаминна храна, антибиотици.
Зеленият фураж е зелена маса, която се храни на животните на пасището и под формата на косене. Бобови и зърнени култури и техните смеси се отглеждат за зелен фураж - грах, фий, царевица, ръж, овес, зърнени и бобови култури, както и слънчоглед, рапица и някои други.
Сочна храна. Тази група включва силажен фураж, сенаж, коренови грудки и пъпеши.
В Русия от корен, грудки и пъпеши се отглеждат кръмно цвекло, фуражни моркови, рутабага, ряпа, картофи, фуражни тикви и тиквички.
Силажният фураж е гореспоменатият сочен фураж, който се запазва благодарение на консерванта – млечната киселина, която се натрупва при силиране в резултат на млечнокисела ферментация.
Грубите фуражи са сено от естествени и изкуствени сенокоси - сено от бобови и житни треви, сено и тревно брашно, сенаж, зърнена слама.
Зелените, сочните и грубите фуражи също се наричат ​​обемни.
Концентрираният фураж съдържа повече от 0,65 фуражни единици в 1 kg (фуражната единица е единица за измерване и сравнение на общата хранителна стойност на фуража. На базата на фуражна единица се изчисляват фуражните норми за селскостопански животни). Тази група включва зърнени и бобови фуражи (пълнозърнесто и натрошено зърно, зърнени храни, брашно), концентрат фураж и някои отпадъци от техническото производство (кюста, шрот, сеитба, зърнени култури, малцови кълнове и др.). Концентрираните фуражи са смеси от различни сухи натрошени зърнени фуражи с добавки от минерали, витамини, антибиотици и други биологично активни вещества. Концентрираните фуражи са предназначени да допълнят основната диета от груби и сочни фуражи.

4.2 Фуражни добавки (балансиране на фуража)

Днес има два проблема в животновъдството: 1) балансиране на фуражите и 2) рециклиране на отпадъци. В същото време има фуражни добавки, които са производствени отпадъци във всяка област. Тази биоконверсия помага да се решат и двата проблема.
Като цяло икономическият и биологичен смисъл на животновъдството се състои в превръщането на растителните полимери в полимери от животински произход, които имат по-висока хранителна или технологична стойност за човека. Съответно животновъдството се основава на два стълба, два стълба. Първата основа е комбиниран фураж, в който растителните полимери са плътно опаковани и допълнени с необходимите балансиращи компоненти от животински, микробен, синтетичен и минерален произход. Втората база са животни и птици, които действат като биологични преобразуватели. Тъй като благодарение на напредъка в генетиката и развъждането скоростта на анаболните процеси в съвременните породи и кръстоски става все по-висока, ограничаващият фактор в развитието на индустрията е способността на храносмилателната система да включва хранителни вещества в биосинтетичните процеси в организма при подходяща ставка. Следователно има нужда от функционална подкрепа на храносмилателната система с помощта на комплекс от фуражни добавки, които повишават ефективността на усвояването на фуража.
Общоприетата класификация на фуражните добавки е, както следва:
технически добавки, които действат директно върху фуража, като органични киселини; сензорни добавки, които влияят на приема на фураж, като овкусители; хранителни добавки, които осигуряват необходимото ниво на аминокиселини, витамини и микроелементи в диетата; зоотехнически добавки, които подобряват употребата хранителни вещества за фураж, например ензими, антибиотици; кокцидиостатици и хистомоностатици; Най-голям интерес представлява група 4 - зоотехнически добавки - но тук са необходими някои уточнения и допълнителна класификация по биологични критерии. Основните регулатори на храносмилателната система включват фуражни ензими, фуражни антибиотици, пробиотици и пребиотици. Те имат различна биологична природа и съответно различни първични механизми на действие. Всички те обаче оказват влияние върху здравето и продуктивността на животното, най-вероятно, по подобен начин, а именно чрез регулиране на микробната популация в стомашно-чревния тракт, стомашно-чревния тракт.
Това е особено добре проучено за фуражните антибиотици. Антибиотиците са продукти на микробиологичен или химичен синтез, които инхибират растежа на други микроорганизми. Антибиотиците намаляват броя на микроорганизмите в червата. В същото време рискът от развитие на заболявания, причинени от опортюнистична микрофлора, намалява и в същото време част от хранителните вещества, консумирани преди това от чревните микроби, отиват в организма на гостоприемника. И двата процеса водят до повишена безопасност и производителност. Въпреки това, употребата на антибиотици неизбежно е придружена от негативни явления: унищожаване на полезната чревна микрофлора, рискове за околната среда. В страни с висок хигиенни изискванияупотребата на фуражни антибиотици за животински продукти е или напълно забранена, или рязко ограничена. В търсене на алтернатива на антибиотиците, експертите започнаха да обръщат повече внимание на фуражните ензими, пробиотиците и пребиотиците.
Фуражните ензими принадлежат към класа хидролази и имат способността да унищожават растителни полимери, които са недостъпни за храносмилателната система на висшите животни. Фуражните ензими се изолират от гъбички или бактерии. Фуражните ензими не действат директно върху чревните микроби, но влияят на тяхната хранителна база. Ксиланазите и глюканазите, които формират основата на ензимните състави, разрушават нескорбялните полизахариди (NSP) на клетъчните стени, правейки нишестето и зърнените протеини по-достъпни за храносмилателната система на домашните птици. Фуражните ензими също са способни да разграждат разтворимия NCP, като по този начин намаляват вискозитета на химуса и ускоряват движението му през червата. Взети заедно, тези фактори позволяват поддържането на чревната микрофлора на контролирано ниво, благоприятно за организма гостоприемник. Конкуренцията от микроби за хранителни ресурси намалява и, макар и не в същата степен, както при антибиотиците, рискът от развитие на опортюнистична микрофлора намалява.
Пробиотиците са живи полезни микроорганизми, нормално, като правило, включени в чревната биоценоза, но в недостатъчни количества. Тази група фуражни добавки ще бъде разгледана по-подробно в следващия раздел.
Таблица N 1
Предимства и недостатъци на различните видове фуражни добавки
Фуражни добавки
Механизъм на действие и положителен ефект
Ограничения и недостатъци
Фуражни ензими, вкл. фитази
Разрушаване на разтворими и неразтворими нескорбални полизахариди; хидролиза на фитати; намаляване на вискозитета на химуса; увеличаване на наличността на хранителни вещества.
Невъзможност за влияние върху видовия състав на чревната популация.
Хранете антибиотици
Унищожаване на някои от микроорганизмите в храносмилателния тракт; преразпределение на хранителните вещества в полза на организма гостоприемник, намалявайки риска от заболяване
Неуспешно унищожаване на NCP; унищожаване на полезната микрофлора; отрицателни екологични и санитарни въздействия.
Пробиотици
Адсорбция върху чревния епител, синтез на органични киселини; изместване на патогенната микрофлора.
Неуспешно унищожаване на NCP
Пребиотици
Създаване на благоприятни условия за полезната микрофлора и изместване на патогенната микрофлора.
Неуспешно унищожаване на NCP
И накрая, пребиотиците са нова групафуражни добавки, които все още не са напълно оформени и не са строго определени. Пребиотиците включват органични съединения с малко молекулно тегло (олигозахариди, органични киселини), производни на дрождевите клетки и др., които благоприятстват развитието на полезни микроби и предотвратяват развитието на вредни микроорганизми. С известна грубост можем да кажем, че пребиотикът е или храна, или някакъв друг вид синергист за пробиотик.
Основните характеристики на фуражните добавки, техните предимства и недостатъци са обобщени в таблица N 1.

Микробни хранителни добавки
Пробиотиците (на гръцки pro - за + биос - живот) са живи микробни фуражни добавки, които имат благоприятен ефект и подобряват състоянието на чревния микробиологичен баланс на организма на животното. Пробиотиците са средства за изкуствено регулиране на нормалната чревна флора на животните, обикновено лактобацили. По-рано тази дефиниция обхващаше и секретираните вещества (за семантично противопоставяне на антибиотиците). Еубиотиците са по-специализирано понятие, което обозначава препарати от микроорганизми, които са представители на нормалната микрофлора на червата на животните и също така са предназначени за нормализиране на чревната флора (бифидумбактерин, бификол, лактобактерин).
Когато се въвежда в стомашно-чревния тракт с храна или като отделно терапевтично и профилактично лекарство, пробиотичният микроорганизъм колонизира червата, измества патогенните организми от чревния епител, създава неблагоприятна за патогените киселинност, освобождава някои други антимикробни фактори и повишава имунитета. В резултат на това чревната микрофлора се модифицира в желаната посока.
Днес има голям брой пробиотични препарати, използвани в животновъдството. Нека разгледаме накратко някои от тях.
Bioplus 2B
Състои се от два щама микробни култури – B. subtilis и B. licheniformis. Те се допълват взаимно по отношение на спектъра на антибактериална антагонистична активност, производството на ензими и аминокиселини и, което е много важно, не потискат резидентните микроорганизми. Използването на BioPlus 2B не води до образуване на резистентни щамове на патогенни бактерии, което се наблюдава при използване на антибиотици. Бактериите, които съставляват препарата BioPlus 2B, синтезират ензимите амилаза, липаза и протеаза, като храносмилането се подобрява значително. Животните наддават по-бързо, фуражът се спестява. Лекарството е стабилно и технологично лесно за използване.
Лактоамиловорин
Това лекарство е предназначено за профилактика и лечение на диарии на прасенца, телета, пилета бройлери, нормализиране на микробния баланс в храносмилателния тракт. Създаден на базата на чиста култура на Lactobacillus amylovorus BT-24/88, изолирана от червата на прасета. Повишава безопасността на добитъка и ефективността на отглеждането на животни.
Целобактерин
Целобактеринът е асоциация на микроорганизми, изолирани от търбуха на преживните животни с висока целулолитична активност и способност да произвеждат органични киселини (млечна, оцетна и др.). Благодарение на целулолитичната си активност, Cellobacterin, подобно на фуражните ензими, унищожава нескорбялните полизахариди във фуражите. Въпреки това, ако във фуражните ензими всяка ензимна молекула работи в разтвор поотделно, в бактериите комплементарни ензими се събират в специализирани блокове върху мембрани, което им позволява да разрушават дори плътни структури на клетъчните мембрани. Следователно, Cellobacterin ефективно повишава усвояемостта не само на зърнени храни, но и на слънчогледов шрот и трици. Поради образуването на нискомолекулни органични киселини и. вероятно редица други антимикробни фактори Cellobacterin изпълнява функцията на класически пробиотик, т.е. измества условно патогенната микрофлора.

Библиография

Андреев А.А., Бризгалов Л.И. Производство на фуражни дрожди. - М .: Лесная промышленность, 1986 .-- 248 с. В. В. Бирюков Основи на индустриалната биотехнология. - М.: Изд. "Колос", "Химия", 2004. - 296 с. Болшаков В.Н., Никонов И.Н., Солдатова В.В. „Оползотворяване на отпадъци от пивоварната индустрия чрез микробиологична обработка“ „Екология и индустрия на Русия“ № 10, стр. 36-39, 2009 г. Воробьева ЛюИ. Техническа микробиология. - М .: Издателство на Московския държавен университет, 1987 .-- 168 с. Вавилин О.А. Защита на атмосферата от промишлени емисии от хидролизни инсталации. - Москва: Лесная промышленность, 1986 .-- 176 с. Виродов А.А. и др. Технология на дървохимическо производство. - М .: Лесная промышленность, 1987. Гелер Б.Е. Някои проблеми в развитието суровина базахимически влакна // Химични влакна. 1996, № 5, стр. 3-14 Glick B., Pasternak J. Молекулярна биотехнология. Принципи и приложения. Пер. Английски Изд. Н.К. Yankovseogo. - М .: Мир, 2002. - 589 с .; Иванов С.Н. Технология на хартията. 2-ро изд. - Москва: Лесная промышленность, 1970. Кислюк С.М. „Класификация на фуражните добавки от гледна точка на производителя и потребителя“ „ЮБИЛЕЙНА КОЛЕКЦИЯ за десетата годишнина на фирма „Витаргос-Росовит“, стр.30-31, 2009 г. Кислюк С.М.“ Микробиологичен подход за оптимизиране на използването на растенията суровини в храненето на животните "" RatVetInform "№ 2 стр.18-19, 2005 г. Кислюк С. М. "Оптимизация на набор от фуражни добавки в диетите на селскостопанските животни с помощта на Cellobacterin" "Пазар на агропромишлен комплекс" №11 (37) стр.67, 2006 Чурзин, В. И. Филин. -Москва "Колос", 1996.-400-те Производство на фуражи / Н. В. Парахин, И. В. Кобозев, И. В. Горбачов и др. -М.: КолосС, 2006.-432с., Кузнецов Щипко М.Л., Кузнецова С.А., Тарабанько В.Е. Нови подходи в преработката на твърди органични суровини Красноярск: IHPOS SO RAN, 1991. Левин, Б. Д. За използването на хидролиза на лигнин [Текст] / Б. Д. Левин, Т. В. Борисова, С. М. Воронин / / Постижения на науката и технологиите - развитието на град Красноярск - Красноярск: KSTU, 1997. - С. 38-39. Лечебни растителни материали и лекарства: ref. надбавка. - М.: По-високо. училище., 1987 .-- 191 с. Лобанок А.Г., Бабицкая В.Г., Богдановская Ж.Н. Преработка на отпадъци, съдържащи целулоза, в ценни продукти с помощта на микроорганизми. - М .: ОНТИТЕИмикробиопром, 1981 .-- 43с. Морозов Е.Ф. Производство на фурфурол: въпроси на катализа и нови видове катализатори. М.: Лесн. индустрия, 1988. Мосичев М.С., Складнев А.А., Котов В.Б. Обща технология на микробиологичното производство. - М .: Лесно и хранително-вкусовата промишленост, 1982. - 264 с. Непенин Н.Н., Непенин Ю.Н. Целулозна технология. 2-ро изд. Т. 1 и 2. - М .: Горска промишленост, 1976-1990. Никитин В.М. Теоретичните основи на делигнификацията. М.: Лесн. Industry, 1981. Огарков В.И., Киселев О.И., Биков В.А. Биотехнологични направления за използване на растителни суровини // Биотехнология, - 1985. - №3. - С. 1-15. Osadchaya A.I., Podgorskiy V.S., Semenov V.F. и други Биотехнологично използване на растителни отпадъци. Изд. СРЕЩУ. Подгорски, В. Н. Иванов - Киев: Наукова дума, 1990 .-- 96 с. Л. В. Осипова Използването на продукти от растителен произход като суровина за производство на органични продукти и полимерни материали.- Химическа индустрия в чужбина, -1989, No8. стр. 48-60. Перепелкин К.Е. Възобновяеми растителни ресурси и продукти от тяхната преработка при производството на химически влакна // Химически влакна. 2004, № 3, с. 1-15 Перепелкин К.Е. Минало, настояще и бъдеще на химическите влакна. - М.: Изд. МГТУ, 2004 .-- 208 с. Растителност. Целулоза (изделия). В книгата: Биологичен енциклопедичен речник. - М.: Изд. TSB, 1986. Роговин З.А. Химия на целулозата. - М .: Химия, 1972 .-- 520 с. Роговин Z.A., Galbraikh L.S. Химични трансформации и модификация на целулозата. Изд. 2-ро - М .: Химия. 1979 .-- 208 с. Саловарова В.П., Козлов Ю.П. Екологични и биотехнологични основи на преобразуването на растителните субстрати. - М.: Изд. Университет за дружба на народите, 2001 .-- 331 с. Самилина, И. А. Начини на използване на растителни суровини / И. А. Самилина, И. А. Баландина // Фармация. - No 2. - 2004. - С. 39-40. Семенов М.В., Василкович Л.А. Използване на лигнин като гориво - Хидролиза и дървохимическа промишленост, -1980, № 2, с.15-17. Наръчник за производство на фуражи / Изд. В.Г. Игловикова. - М .: ВНИИМК, 1993 .-- 218 с. Фенгел Д., Вегенер Г. Дърво: химия, ултраструктура, реакции. М.: Лесн. индустрия, 1988. Холкин Ю.И. Общи принципи на класификация на методите на хидролиза // Хидролиза и дървохимическа промишленост. 1986. - бр.5. - С. 9-10. Холкин Ю. И. Технология на производството на хидролиза. Учебник за университети. - М.: Лесн. Пром-ст, 1989 .-- 496 с. Чудаков М.И. Промишлена употреба на лигнин. М.: Лесн. индустрия, 1983. Шарков V.I., Sapotnitskiy S.A., Дмитриева O.A. и други технологии за производство на хидролиза. - М .: Лесная промышленность, 1973 .-- 408 с. Яковлев V.I. Технология на микробиологичен синтез. - Л .: Химия, 1983 .-- 272 с.
В. В. Бирюков Основи на индустриалната биотехнология. - М.: Изд. „Колос”, „Химия”, 2004. – 296 с.
Перепелкин К.Е. Възобновяеми растителни ресурси и продукти от тяхната преработка при производството на химически влакна // Химически влакна. 2004, № 3, с. 1-15.
Лечебни билкови суровини и препарати: реф. надбавка. - М.: По-високо. шк., 1987 .-- 191 с.

Огарков В.И., Киселев О.И., Биков В.А. Биотехнологични направления за използване на растителни суровини // Биотехнология, - 1985. - №3. - С. 1-15.
Иванов С.Н. Технология на хартията. 2-ро изд. - М .: Горска промишленост, 1970 г.
Самилина, И. А. Начини на използване на растителни суровини / И. А. Самилина, И. А. Баландина // Фармация. - No 2. - 2004. - С. 39-40.
Glick B., Pasternak J. Молекулярна биотехнология. Принципи и приложения. Пер. Английски Изд. Н.К. Yankovseogo. - М .: Мир, 2002. - 589 с .;

Фенгел Д., Вегенер Г. Дърво: химия, ултраструктура, реакции. М.: Лесн. индустрия, 1988 г.
Перепелкин К.Е. Минало, настояще и бъдеще на химическите влакна. - М.: Изд. МГТУ, 2004 .-- 208 с.
А. А. Виродов и др. Технология на дървохимическо производство. - М .: Горска промишленост, 1987.
Никитин В.М. Теоретичните основи на делигнификацията. М.: Лесн. Индустрия, 1981.
А. А. Виродов и др. Технология на дървохимическо производство. - М .: Горска промишленост, 1987.
Кузнецов B.N., Shchipko M.L., Kuznetsova S.A., Taraban'ko V.E. Нови подходи в преработката на твърди органични суровини. Красноярск: IHPOS SO RAN, 1991.

Огарков В.И., Киселев О.И., Биков В.А. Биотехнологични направления за използване на растителни суровини // Биотехнология, - 1985. - №3. - С. 1-15.
Гелер Б.Е. Някои проблеми на развитието на суровинната база от химически влакна // Химически влакна. 1996, № 5, с. 3-14


Холкин Ю. И. Технология на производството на хидролиза. Учебник за университети. - М.: Лесн. Пром-ст, 1989 .-- 496 с.
Холкин Ю.И. Общи принципи на класификация на методите на хидролиза // Хидролиза и дървохимическа промишленост. 1986. - бр.5. - С. 9-10. Андреев А.А., Бризгалов Л.И. Производство на фуражни дрожди. - М .: Лесная промышленность, 1986 .-- 248 с.
Морозов Е.Ф. Производство на фурфурол: въпроси на катализа и нови видове катализатори. М.: Лесн. индустрия, 1988 г.
Шарков V.I., Sapotnitskiy S.A., Дмитриева O.A. и други технологии за производство на хидролиза. - М .: Лесная промышленность, 1973 .-- 408 с.
Шарков V.I., Sapotnitskiy S.A., Дмитриева O.A. и други технологии за производство на хидролиза. - М .: Лесная промышленность, 1973 .-- 408 с.

Шарков V.I., Sapotnitskiy S.A., Дмитриева O.A. и други технологии за производство на хидролиза. - М .: Лесная промышленность, 1973 .-- 408 с.
Вавилин O.A. Защита на атмосферата от промишлени емисии от хидролизни инсталации. - М .: Лесная промышленность, 1986 .-- 176 с.
Osadchaya A.I., Podgorskiy V.S., Semenov V.F. и други Биотехнологично използване на растителни отпадъци. Изд. СРЕЩУ. Подгорски, В. Н. Иванов - Киев: Наукова дума, 1990 .-- 96 с.
Шарков V.I., Sapotnitskiy S.A., Дмитриева O.A. и други технологии за производство на хидролиза. - М .: Лесная промышленность, 1973 .-- 408 с.
Шарков V.I., Sapotnitskiy S.A., Дмитриева O.A. и други технологии за производство на хидролиза. - М .: Лесная промышленность, 1973 .-- 408 с.

Шарков V.I., Sapotnitskiy S.A., Дмитриева O.A. и други технологии за производство на хидролиза. - М .: Лесная промышленность, 1973 .-- 408 с.
Чудаков М.И. Промишлена употреба на лигнин. М.: Лесн. индустрия, 1983 г.
Непенин Н.Н., Непенин Ю.Н. Целулозна технология. 2-ро изд. Т. 1 и 2. - М .: Горска промишленост, 1976-1990.
Роговин З.А. Химия на целулозата. - М .: Химия, 1972 .-- 520 с.
Растителност. Целулоза (изделия). В книгата: Биологичен енциклопедичен речник. - М.: Изд. TSB, 1986.
Роговин Z.A., Galbraikh L.S. Химични трансформации и модификация на целулозата. Изд. 2-ро - М .: Химия. 1979 .-- 208 с.
Семенов М.В., Василкович Л.А. Използване на лигнин като гориво - Хидролиза и дървохимическа промишленост, -1980, № 2, с.15-17.
Левин, Б.Д. За оползотворяването на хидролизния лигнин [Текст] / B.D. Левин, Т.В. Борисова, С.М. Воронин // Постижения на науката и технологиите - развитието на град Красноярск. - Красноярск: KSTU, 1997 .-- С. 38-39.
Левин, Б.Д. За оползотворяването на хидролизния лигнин [Текст] / B.D. Левин, Т.В. Борисова, С.М. Воронин // Постижения на науката и технологиите - развитието на град Красноярск. - Красноярск: KSTU, 1997 .-- С. 38-39.
Болшаков В.Н., Никонов И.Н., Солдатова В.В. „Оползотворяване на отпадъци от пивоварната индустрия чрез микробиологична обработка“ „Екология и индустрия на Русия“ № 10, стр. 36-39, 2009 г.

Яковлев V.I. Технология на микробиологичен синтез. - Л .: Химия, 1983 .-- 272 с.
Воробиева Лю. Техническа микробиология. - М .: Издателство на Московския държавен университет, 1987 .-- 168 с.
Воробиева Лю. Техническа микробиология. - М .: Издателство на Московския държавен университет, 1987 .-- 168 с.
Воробиева Лю. Техническа микробиология. - М .: Издателство на Московския държавен университет, 1987 .-- 168 с.
Воробиева Лю. Техническа микробиология. - М .: Издателство на Московския държавен университет, 1987 .-- 168 с.
Лобанок А.Г., Бабицкая В.Г., Богдановская Ж.Н. Преработка на отпадъци, съдържащи целулоза, в ценни продукти с помощта на микроорганизми. - М .: ОНТИТЕИмикробиопром, 1981 .-- 43с.
Саловарова В.П., Козлов Ю.П. Екологични и биотехнологични основи на преобразуването на растителните субстрати. - М.: Изд. Университет за дружба на народите, 2001 .-- 331 с.
Мосичев М.С., Складнев А.А., Котов В.Б. Обща технология на микробиологичното производство. - М .: Лека и хранително-вкусова промишленост, 1982 .-- 264 с.
Л. В. Осипова Използването на продукти от растителен произход като суровина за производство на органични продукти и полимерни материали.- Химическа индустрия в чужбина, -1989, No8. стр. 48-60.
Наръчник за производство на фуражи / Изд. В.Г. Игловикова. - М .: ВНИИМК, 1993 .-- 218 с.
Фуражно производство / Н.В. Парахин, И.В. Кобозев, И. В. Горбачов и др. - М.: КолосС, 2006.-432с.
Кислюк С.М. „Класификация на фуражните добавки от гледна точка на производителя и потребителя“ „ЮБИЛЕЙНА КОЛЕКЦИЯ за десетата годишнина на фирма „Витаргос-Росовит“, стр.30-31, 2009 г.
Производство на фуражи / А.Ф. Иванов, В.Н. Чурзин и В.И. Филин.-Москва "Колос", 1996.-400-те години

Кислюк С. М. "Микробиологичен подход за оптимизиране на използването на растителни суровини в храненето на животните" "RatVetInform" № 2 стр.18-19, 2005 г.
Кислюк С.М. „Оптимизация на набор от фуражни добавки в диетите на селскостопанските животни с помощта на Cellobacterin“ „Rynok APK“ № 11 (37) стр.67, 2006 г.