Проектування безвідходного виробництва з використанням біоконверсійних технологій утилізації від

--PAGE_BREAK--

1.2.3 Використання біомаси черв’яків

При переробці черв'яками 1 т сухого гною отримується до 600 кгбіогумусу з вмістом 25–40% гумусових речовин. Останні 400 кгорганічних поживних речовин трансформуються в 100 кгбіомаси живих черв'яків.

Біомаса черв'яків містить 17–23% сухої речовини і в сухій речовині: протеїну 60–80%, вуглеводів – 17, ліпідів – 6–9, мінеральних солей – 15, азотистих екстрактивних речовин – 7–16%, багато ферментів, вітамінів, мікроелементів, а також майже всі амінокислоти, в тому числі лізин та метіонін.

Білок черв'ячної біомаси має амінокислотний склад, аналогічний м’ясо-кістковому та рибному борошну, що дозволяє використовувати його як джерело повноцінного білка для збалансування раціонів сільськогосподарських тварин та у харчуванні людей.

Норма споживання повноцінного білка повинна становити 10% від загальної його кількості і повністю задовольняється при додаванні в корм 1 гчерв'яків на 1 кгживої маси на добу. Черв'ячна біомаса використовується як білкова домішка до раціонів великої рогатої худоби, свиней, птиці, ставкової та акваріумної риби як у сирому, так і вареному вигляді, а також у вигляді борошна в кількостях.

Біомаса черв’яків може використовуватись в їжу людям.
1.2.4 Використання біогумусу

У біогумусі акумульована велика кількість макро- і мікроелементів, є ростові речовини, вітаміни, антибіотики, амінокислоти і корисна мікрофлора. Він гідрофільний, має високу водостійкість, вологоємність, механічну міцність, відсутнє насіння бур'янів. Біогумус може утримувати до 70% води і в 15–20 разів ефективніший за будь-яке органічне добриво.

Переваги біогумусу над іншими видами добрив

·                   Біогумус – 100% органічне добриво

·                   Гарантія отримання екологічно чистого урожаю

·                   Біогумус стимулює природну діяльність корисних мікроорганізмів, ферментів і природних регуляторів росту рослини.

·                   Дозволяє відновити родючість деградованих земель.

·                   Після внесення біогумусу в ґрунт позитивний ефект спостерігається впродовж 3-х років.

·                   Укріплює імунітет рослини.

·                   У 10 – 15 разів ефективніший за будь-які відомі органічні добрива.

·                   Абсолютно нешкідливий в будь-яких концентраціях і на будь-яких ґрунтах. Використовується як самостійний ґрунт.

·                   Не містить патогенної мікрофлори і яєць гельмінтів.

·                   Не містить солей важких металів.

Оптимальними дозами є 3–3,5 т чистого біогумусу або 4–5 т неочищеного (із залишками субстрату) на 1 гаплощі. За поживністю 1 т біогумусу рівноцінна 60–70 т гною.
1.3 Біотехнологія культивування спіруліни
1.3.1 Загальна характеристик спіруліни

Спіруліна є мікроскопічною, синьо-зеленою авто-гетеротрофною мікроводоростю, яка культивується в лужному середовищі.

Біологічна маса спіруліни вилучається з живильного рідкого середовища осадженням, згущується і висушується у вигляді порошку, який містить:

·                     60–70% засвоюваного протеїну (білка);

·                     1,5–12% ліпідів з незамінними жирними ненасиченими кислотами;

·                     10–12% засвоєних вуглеводів;

·                     Вітамін Б12 (у три рази більше, ніж в печінці);

·                     Бета-каротин (у 15 разів більше, ніж в моркві і обліписі);

·                     Вітаміни Б1, Б2, Б6, РР;

·                     Амінокислоти: ізолейцин, лейцин, лізин, метіонін, фенілаланін, треонін, триптофан, валін, аланін, аргінін, чистин, глутамінова кислота, гістидин, тирозин;

·                     Мінерали: калій, кальцій, магній, цинк, марганець, залізо, фосфор.

Такий «букет» найважливіших поживнихі фізіологічно активних речовин, в потрібній пропорції, не міститься ні в якому іншому відомому харчовому продукті.

Біомаса спіруліни застосовується як харчовий продукт, а також лікарський препарат як високоефективний засіб від 80% хвороб.

Засвоюваність протеїну, жирів і вуглеводів спіруліни організмом людини і тварин перевершує 95%, що не зустрічається ні в одному іншому рослинному або тваринному харчовому продукті. Цим і обумовлена її висока цінність.
1.3.2 Живильне середовище для вирощування спіруліни

Спіруліна – вибаглива фототрофна ціанобактерія і для свого росту вимагає збалансованого живильного середовища, до складу якого мають обов'язково входити такі біогенні елементи, як вуглець, азот, фосфор, сірка, магній, натрій, калій, залізо. Особливе значення має концентрація азоту в середовищі.

Вуглець. На відміну від наземних рослин, яким доступна лише атмосферна сполука СО2, водорості можуть вуглецеву кислоту та її іони.

Поряд з вуглецем для синтезу органічної речовини водорості використовують водень, кисень, фосфор та азот.

Азот. Спіруліна може асимілювати азот за рахунок його трьох форм: газоподібний, у вигляді неорганічних сполук та азот біополімерів. Здатність фіксувати газоподібний азот виявлено лише у прокаріот, до яких належить і спіруліна. З мінеральних сполук використовуються іони нітрату, нітриту і амонію.

Фосфор необхідний клітинам спіруліни для синтезу нуклеїнових кислот, фосфоліпідів і складних ефірів фосфорної кислоти. Єдиним природним джерелом неорганічного фосфору для спіруліни є ортофосфати. Синьо-зелені водорості здатні накопичувати надлишок фосфору у вигляді гранул. Оптимумом є співвідношення C:N:P як 106:16:1.
1.3.3 Використання біомаси спіруліни

Біомаса спіруліни застосовується у годівлі тварин як домішка до раціонів птиці, свиней та риб. Позитивний вплив на м'ясну і яєчну продуктивність курей відмічено китайськими дослідниками при введенні сухої біомаси спіруліни в дозі 5% від маси раціону.

Введення спіруліни в раціон курей забезпечувало більш інтенсивне забарвлення яєчного жовтка пігментами спіруліни, що дозволило уникнути використання дорогих хімічно синтезованих сполук.

Спостереження показали, що при згодовуванні поросятам спіруліни повністю вдалося запобігти виникненню шлунково-кишкових захворювань, стимулювалось прискорення активації ферментативних процесів у шлунку і кишечнику, збуджувався апетит поросят до поїдання кормів, в першу чергу рослинних. Як наслідок, краще збереження поголів'я молодняку на 10–14%. Згодовування пасти спіруліни супоросним та підсисним свиноматкам у дозі від 2 до 20 г. на голову на добу сприяє підвищенню їх резистентності та стійкості до стресів.

Одним із напрямів використання біомаси спіруліни є застосування її в аквакультурі: каротиноїди та фікоціаніни впливають на яскравість забарвлення лосося, форелі та ракоподібних, підвищуючи насиченість забарвлення спини та боків. Жирні кислоти з довгим ланцюгом позитивно впливають на продуктивність риби.

Спіруліни має ряд переваг над іншими кормами рослинного походження: це вміст білка в сухій речовині, амінокислотний склад білка, концентрація ненасичених жирних кислот у складі ліпідів біомаси та вітамінний склад.

Спіруліна використовується також у гуманній медицині як профілактичний та лікувальний засіб.



2. Власні дослідження
Добовий вихід біомаси гною з використанням підстилки.



Qг доб – добовий вихід гною, т;

МеJ – добова маса екскрементів від однієї голови, кг;

BJ – добова кількість води, яка потрапляє в систему гноєвидалення, кг;

nJ – поголів’я тварин на фермі, гол;

MпJ – добова кількість підстилки на 1 гол., кг.

Добова кількість води, яка потрапляє в систему гноєвидалення.

BJ=К МеJ,

К – коефіцієнт (0,15)

BJ(см)=0,15· 6,0=0,90 (кг);

BJ(відг)=0,15· 5,0=0,75 (кг).



Qг доб(свм)=(6,0+0,9+0,5)

200

=1,48 (т)

1000




Річний вихід гнойової біомаси з використанням підстилки.
Qг річний= Qг доб·t,
Qг річний – річний вихід гною, т;

t – кількість днів у році (365).

Qг річний(свм)=1,48·365=540,20 (т);

Qг річний(відг)=7,56·365=2760,31 (т);

Qг річний(заг)= 540,20+2760,31=3300,51 (т);

Qг доб(заг)=3300,51/365=9,04 (т)

Вологість підстилкового гною

Wг= WE – [0,01·Pп·(WE-Wп)+0,01·Рв·(100-WE)],

Wг – відносна вологість гною, %;

WE – відносна вологість екскрементів (87%);

Wп – вологість підстилки (солома) – 19,6%;

Pп і Рв – співвідношення у гнойовій біомасі підстилки і води (%).







Вологість гнойової біомаси:

Wг(свм)=87 – (0,01·6,76·(87,5–19,6)+0,01·12,16·(100–87))=80,86 (%);

Wг(відг)=87 – (0,01·8,0·(87,5–19,6)+0,01·12,0·(100–87))=80,05 (%).

Вологість гною, який надходить від різних виробничих груп:



Вміст сухої речовини у гнойовій біомасі:




Ра.с.р. – вміст сухої речовини в гнойовій біомасі, т;

Qг – добовий або річний вихід гною з ферми.





Вміст органічної речовини у гнойовій біомасі:
Ор= Ра.с.р.·0,8

Ор(доб)= 1,77·0,8=1,41 (т); Ор(рік)=645,04·0,8=516,03 (т).
Добова продуктивність реактора, або його пропускна спроможність відносно вихідного гною





tрічн – кількість днів у році (365);

tз – тривалість випуску й обслуговування реактора, діб (30).





Добовий обсяг завантаження метантенка (м3)





W1г – відносна вологість гною, який надходить з ферми, %;

W2г – відносна оптимальна вологість гною (89%);

qг – питома вага 1м3 при оптимальній вологості (1070 кг).





Об’єм бродильної камери БГУ (м3).


    продолжение
--PAGE_BREAK--