Биотехнология возобновляемого сырья. Получение биотоплива, растительных кормов и кормовых добавок

Растительное сырье все больше расходуется на промышленную переработку, в том числе для получения жидкого и газообразного топлива, а также кормовых добавок. До 60 % древесины вырубают и используют в качестве топлива. Природные ископаемые стремительно расходуются. Наиболее угрожающей на нашей планете является ситуация с источниками энергии.

Многие эксперты предсказывают важность разработки методов получения жидких и газообразных видов топлива из растительного, т.е. возобновляемого сырья.

В некоторых странах из возобновляемого лигноцеллюлозного сырья разрабатываются технологии получения жидких и газообразных видов топлива, а также различных химических веществ. Применение новых методов предварительной обработки лигноцеллюлозного сырья и последующая биотехнологическая конверсия углеводов в этанол в совмещенном гидролизно-ферментационном процессе позволит снизить стоимость этанола почти в 3 раза.

Деполимеризация лигнина дает смесь ароматических соединений, которые при дальнейшем взаимодействии с метанолом образуют метил-арил-эфир. Последний можно использовать как компонент жидкого топлива, как средство повышения октанового числа.

Используя возможности биотехнологии, можно получить кормовые добавки, необходимые при создании сбалансированных рационов животных по белку, составу незаменимых аминокислот, содержанию витаминов, ферментов, антибиотиков.

Клеточная и генетическая инженерия достигла результатов в области растениеводства. Созданы высокобелковые, богатые лизином, зерновые.

В отдельных регионах оправдана конверсия растительных продуктов в более ценное в кормовом отношении сырье при помощи микроорганизмов или ферментов. Здесь имеется в виду крахмалсодержащее и лигноцеллюлозосодержащее сырье, которое может быть обогащено протеином.

В консервировании кормов наряду с традиционными химическими методами применяются биологические – силосование с использованием бактериальных заквасок и ферментов. Можно создавать экологически чистые животноводческие хозяйства, если подвергать навоз биоконверсии (компостирование или метановое брожение).

В настоящее время разработаны безотходные технологии получения углеводных и белковых кормовых добавок на основе гидролиза и биоконверсии целлюлозного сырья.

Технологический процесс получения патоки позволяет освобождать ее гидролизаты не только от летучих вредных примесей, таких, как метанол, формальдегид, ацетон, летучие фенолы, фурфурол, оксиметилфурфурол и лигногуминовые вещества, но и от избытки гипса и сульфата аммония.

Комплексное термомеханическое и химическое воздействие на древесину приводит к разрушению упорядоченных участков ее структуры и к частичному гидролизу полимеров. Тонкоизмельченная и термохимически обработанная древесина, содержащая до 20 % легко усваиваемых сахаров, может быть использована в кормлении животных.

Продукт, получаемые при маломодульном низкотемпературном гидролизе гемицеллюлозной части древесины и сохраняющий в своем составе моно- и олигосахариды, является кормовым продуктом и выпускается под названием РУК-1. Он вырабатывается по безотходной технологии.

Если после такого же «мягкого» гидролиза отжать от гидролизной массы жидкую фракцию, а твердую подвергнуть дальнейшему гидролизу для частичного гидролитического расщепления целлюлозы, то твердый продукт (без вторичного отжима) может быть использован как кормовой продукт (РУК-2). Жидкая фракция, полученная после первого гидролиза и содержащая растворимые продукты гидролиза гемицеллюлоз, в дальнейшем используется для выращивания кормовых дрожжей.

Одним из вариантов технологии селективного гидролиза древесины при получении кормовых продуктов является выращивание дрожжей в среде с твердой неутилизируемой фазой, которую представляют частицы лигноцеллюлозы. Дрожжи в данном случае размножаются при их гетерофазном культивировании. После ферментации биомассу отделяют вместе с твердой фазой методом фильтрации.

Все рассмотренные продукты проверены на животных, получены положительные результаты.

Дата добавления: 2014-12-27