ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ ФРУКТОВ И ОВОЩЕЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЭНЕРГИИ И УДОБРЕНИЙ

АННОТАЦИЯ

В данной работе рассматривается возможность использования отходов переработки фруктов и овощей для получения биоэнергии и удобрений. Автор анализирует текущие проблемы, связанные с неэффективными методами переработки отходов и негативным воздействием на окружающую среду. В работе предоставляется обзор основных аспектов переработки органического сырья с использованием методики "Биоэнергетическая ферментация отходов" (БФО). Автор описывает этапы методики, включая сбор и сортировку отходов, ферментацию, сбор биогаза и производство удобрений.

ABSTRACT

This work examines the possibility of using fruit and vegetable processing waste to produce bioenergy and fertilizers. The author analyzes current problems associated with ineffective waste recycling methods and negative impacts on the environment. The work provides an overview of the main aspects of processing organic raw materials using the Bioenergetic Fermentation of Waste (BFO) technique. The author describes the steps of the methodology, including waste collection and sorting, fermentation, biogas collection and fertilizer production.

Ключевые слова: биоэнергия, удобрения, отходы, переработка, фрукты, овощи, методика, энергия, экология, устойчивость

Keywords: bioenergy, fertilizers, waste, processing, fruits, vegetables, methodology, energy, ecology, sustainability

Введение. В последние десятилетия человечество столкнулось с острой необходимостью поиска устойчивых и экологически чистых источников энергии и удобрений. Это связано как с исчерпанием традиционных энергетических ресурсов, так и с негативным воздействием на окружающую среду, вызванным интенсивным использованием химических удобрений. Одним из перспективных направлений решения данной проблемы является использование отходов переработки фруктов и овощей. Эти отходы, которые обычно считаются ненужными, содержат значительное количество органического материала, который можно эффективно преобразовать в биоэнергию и экологически чистые удобрения. Исследование возможностей переработки таких отходов не только способствует устойчивому развитию сельского хозяйства, но и помогает уменьшить объемы отходов, попадающих на свалки. Основная проблема заключается в недостаточной эффективности и экономической целесообразности текущих методов переработки отходов фруктов и овощей. Несмотря на высокий потенциал, многие существующие технологии требуют значительных капитальных вложений и сложного оборудования, что делает их непривлекательными для широкого применения, особенно в развивающихся странах.

Методология. Методика, названная "Биоэнергетическая ферментация отходов" (БФО), представляет собой инновационный подход к переработке отходов фруктов и овощей. Этот метод включает следующие этапы: Сбор и сортировка отходов: собираются отходы фруктов и овощей из перерабатывающих предприятий и ферм. Сортировка необходима для удаления неорганических и трудно разлагаемых материалов.

Ферментация: Сортированные отходы помещаются в анаэробные реакторы, где они подвергаются ферментации с помощью специализированных микроорганизмов. В процессе ферментации образуются биогаз (метан и углекислый газ) и остаточные органические вещества. Сбор биогаза: Биогаз, образующийся в результате ферментации, собирается и очищается для использования в качестве источника энергии. Биогаз можно использовать для производства электроэнергии или в качестве топлива для обогрева. Производство удобрений: Остаточные органические вещества, оставшиеся после ферментации, перерабатываются в высококачественные органические удобрения. Эти удобрения могут использоваться для улучшения плодородия почвы и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур.

Результат. В ходе исследования по методике "Биоэнергетическая ферментация отходов" (БФО) были проведены экспериментальные работы по переработке отходов фруктов и овощей с целью получения биоэнергии и удобрений. Эксперименты проводились на базе местного перерабатывающего предприятия, где отходы фруктов и овощей собирались и обрабатывались согласно описанной методике. На начальном этапе было собрано 10 тонн отходов фруктов и овощей. После сортировки и удаления неорганических и трудноразлагаемых материалов осталось 8 тонн органического сырья, что составляет 80% от первоначального объема. Процесс ферментации проводился в анаэробных реакторах объёмом 5 м³ каждый. Ферментация длилась 30 дней при температуре 35°C. За это время было произведено 4000 м³ биогаза, из которых 60% составлял метан, а 40% — углекислый газ. Собранный биогаз был очищен и использован для производства электроэнергии. В результате было выработано 9000 кВт·ч электроэнергии, что достаточно для обеспечения электричеством небольшого поселка из 50 домов в течение месяца. Использование биогаза позволило сократить выбросы углекислого газа на 20% по сравнению с традиционными источниками энергии. Остаточные органические вещества после ферментации были переработаны в удобрения. Получено 5 тонн высококачественных органических удобрений, которые были использованы на местных сельскохозяйственных угодьях. Применение этих удобрений увеличило урожайность пшеницы на 15% по сравнению с контролируемыми участками, где использовались химические удобрения. Экономический анализ показал, что затраты на переработку одной тонны отходов методом БФО составляют примерно 50 долларов США. В то же время доход от продажи выработанной электроэнергии и удобрений составил 70 долларов США за тонну отходов. Таким образом, чистая прибыль от переработки одной тонны отходов составила 20 долларов США.

Таблица 1.

Сравнение методик переработки отходов фруктов и овощей для производства биоэнергии и удобрений

Заключение. Использование отходов переработки фруктов и овощей для получения биоэнергии и удобрений представляет собой перспективное направление устойчивого развития. Методика "Биоэнергетическая ферментация отходов" предлагает эффективное и экономически доступное решение, которое может быть успешно внедрено в различных регионах мира. Это не только позволит сократить объемы отходов и улучшить экологическую ситуацию, но и обеспечит дополнительный источник энергии и высококачественные удобрения для сельского хозяйства. В дальнейшем необходимо продолжать исследования и совершенствование технологий переработки отходов, а также активизировать образовательные программы для повышения осведомленности и навыков в этой области.

Список литературы:

1. Колесникова Т. А., Куликова М. А., Грибут Е. А., Суржко О. А., Монастырский Д. И. Способ утилизации жидких отходов свинокомплексов и отходов сахарного производства // Патент RU 2 737 483 C1. Заявл.: 2020105081, 03.02.2020. Опубл.: 01.12.2020. Бюл. № 34.
2. Авалбаев, Г. А., Эргашев, Б. О., Бобомуратова, С. Ю., & Сагдуллаева, С. (2016). Экологические проблемы промышленности строительных материалов. Молодой ученый, (11), 564-566.
3. Холдоров, Б. Б., Эрматов, О. С., & Эргашев, Б. А. (2020). ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ИЗУЧЕНИЯ РАПСОВОГО МАСЛА. In Наука, образование, инновации: апробация результатов исследований (pp. 234-241).
4. Эргашев, Б. А., Норкулова, З. Т., Маматқулов, Б. У., & Муқаддас, Қ. (2023). ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФРУКТОВОГО ВАРЕНЬЯ. Universum: технические науки, (3-3 (108)), 41-43.
5. Эргашев, Б. А., & Шадиев, З. И. (2024). БЕЗОПАСНОСТЬ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ–ОДНА ИЗ НАИБОЛЕЕ АКТУАЛЬНЫХ ЗАДАЧ, СТОЯЩИХ ПЕРЕД СТРАНАМИ МИРА. Universum: технические науки, 6(2 (119)), 8-9.
6. Эргашев, Б., Суярова, К., & Даминова, М. (2023). ҚАЙТА ТИКЛАНУВЧИ МАНБАЛАРДАН ЭЛЕКТР ЭНЕРГИЯ ИШЛАБ ЧИҚАРИШ ВОСИТАЛАРДАН ФОЙДАЛАНИШ ИСТИҚБОЛЛАРИ. Innovations in Technology and Science Education, 2(15), 243-247.