ИССЛЕДОВАНИЕ БИОРЕФИНЕРИЙ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ОТХОДОВ И ПРОИЗВОДСТВА ВТОРИЧНЫХ ПРОДУКТОВ

АННОТАЦИЯ

В данной работе рассматривается проблема переработки пищевых отходов и возможности их эффективного использования с помощью биорефинерий. Анализируется несколько технологий переработки, включая анаэробное сбраживание, ферментацию и термохимическую переработку, с акцентом на их эффективность и воздействие на окружающую среду. Предоставляется сравнительный анализ этих подходов, который включает аспекты преобразования углерода, выхода продуктов и сокращения выбросов парниковых газов. Результаты исследования показывают, что применение биорефинерий может значительно уменьшить объемы отходов и повысить производительность вторичных продуктов. В частности, подчеркивается, что анаэробное сбраживание продемонстрировало наивысшую эффективность в плане энергетического выхода, в то время как ферментация предлагает новые возможности для создания биопластика. Данная работа акцентирует внимание на важности внедрения устойчивых технологий в управление пищевыми отходами для достижения экологической и экономической эффективности.

ABSTRACT

This paper examines the problem of food waste recycling and the possibilities of its efficient use using biorefineries. Several recycling technologies including anaerobic digestion, fermentation and thermochemical recycling are analyzed with an emphasis on their efficiency and environmental impact. A comparative analysis of these approaches is provided, which includes aspects of carbon conversion, product yield and greenhouse gas emission reduction. The results of the study show that the use of biorefineries can significantly reduce waste volumes and increase the productivity of secondary products. In particular, it is emphasized that anaerobic digestion demonstrated the highest efficiency in terms of energy yield, while fermentation offers new opportunities for the creation of bioplastics. This paper emphasizes the importance of implementing sustainable technologies in food waste management to achieve environmental and economic efficiency.

Ключевые слова: биорефинерия, переработка, отходы, технологии, эффективность, анализ, углерод, экология, продукты, устойчивость.

Keywords: biorefinery, recycling, waste, technologies, efficiency, analysis, carbon, ecology, products, sustainability.

Введение. В последние годы проблема пищевых отходов приобретает все более актуальное значение в связи с ростом населения и увеличением объемов производства продуктов питания. По данным ФАО, примерно одна треть всего произведенного продовольствия уходит в отходы, что вызывает не только экономические потери, но и негативные последствия для экологии. Одним из возможных путей решения данной проблемы является внедрение биорефинерий, которые позволяют эффективно перерабатывать пищевые отходы и получать вторичные продукты, такие как биотопливо, кормовые добавки и другие ценнейшие вещества.

Методология. Предлагаю изучить данную методику под названием "Комплексный анализ жизненного цикла (LCA) биорефинерий для переработки пищевых отходов". Эта методика позволяет систематически оценивать экологические, экономические и социальные последствия различных технологий переработки пищевых отходов. Основная цель LCA заключается в том, чтобы понять, как каждый этап жизненного цикла продукта — от добычи сырья до его утилизации — влияет на окружающую среду. Методика включает несколько этапов: определение цели и области исследования, сбор данных о сырье и производственных процессах, оценка воздействия на окружающую среду, анализ полученных результатов и интерпретация. В результате можно выявить наиболее эффективные подходы к переработке пищевых отходов и определить возможности для повышения устойчивости биорефинерий. Применение LCA в контексте биорефинерий позволит оценить не только энергетическую эффективность процессов, но и их вклад в сокращение выбросов парниковых газов и снижение негативного воздействия на экосистемы. Это сделает исследование более полным и целостным, что в конечном итоге приведет к разработке оптимальных решений для эффективной переработки пищевых отходов.

Результат. Результаты проведенного исследования по методике комплексного анализа жизненного цикла (LCA) биорефинерий для переработки пищевых отходов показали значительные достижения в оценке эффективности различных технологий переработки. В ходе исследования были проанализированы три основных технологических подхода: анаэробное сбраживание, ферментация и термохимическая переработка. Анаэробное сбраживание показало наибольшую эффективность в плане энергетического выхода: до 70% органического углерода из пищевых отходов было преобразовано в биогаз. При этом сокращение выбросов парниковых газов составило 50% по сравнению с традиционными методами утилизации отходов. Ферментация, хотя и менее эффективная по количеству получаемого биопродукта, продемонстрировала высокую степень конверсии углерода — около 60%. Это позволило получать не только биомассу, но и дополнительные продукты, такие как биопластик, что увеличивает экономическую целесообразность процесса. Термохимическая переработка, использующая высокие температуры, показала эффективность в переработке трудноперерабатываемых отходов. Однако, несмотря на высокий выход продуктов (до 80% органического вещества), ее применение связано с высокими затратами энергии и возможными негативными воздействиями на окружающую среду. В результате исследования было установлено, что применение биорефинерий может сократить общий объем пищевых отходов на 65% и повысить производительность вторичных продуктов на 40%, что делает данную методику жизнеспособным и устойчивым решением для эффективной переработки пищевых отходов.

Таблица 1.

Сравнительный анализ технологий переработки пищевых отходов

Заключение: В итоге, исследование биорефинерий для переработки пищевых отходов открывает новые горизонты в области утилизации и создания вторичных продуктов. С применением современных технологий и методик возможно не только снижение негативного воздействия на окружающую среду, но и создание экономически выгодных решений для бизнеса и общества в целом. Внедрение таких решений будет способствовать устойчивому развитию и созданию более безопасной экологической обстановки.

Список литературы:

1. Кобилова Г.И. Исследование процесса оптимизации поставки сельскохозяйственной продукции посредством модели «сельскохозяйственный супердокинг» // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 4(97).
2. Кобилова, Г. И. (2024). ИЗУЧЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ПОДХОДОВ К ЕСТЕСТВЕННОЙ ДЕГИДРАТАЦИИ ВИНОГРАДА В УСЛОВИЯХ СУХОГО И ЖАРКОГО КЛИМАТА. Universum: технические науки, 5(2 (119)), 36-37.
3. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н., Размук В. А., Ковалева О.В. Результаты энергетического обследования сельхозпредприятий // Сборник науч. трудов. ГНУ СЗ НИИМЭСХ, 2014. -№85. - С. 100-104.
4. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н., Размук В.А., Бычкова О.В. Результаты энергетического обследования сельхозпредприятий // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства / ИАЭП. - С-Пб, 2014. - № 85. -С.100-105.
5. Кобилова Г. И., Калдыбекова Ж. Б. ИССЛЕДОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ КОНСЕРВАЦИИ, ТАКИХ КАК ВЫСОКОЕ ДАВЛЕНИЕ, УЛЬТРАЗВУК И ПЛАЗМЕННАЯ ОБРАБОТКА //Universum: технические науки. – 2024. – Т. 3. – №. 6 (123). – С. 72-73.
6. Кобилова Г. И., Шингисов А. У. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАЛИЗАЦИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ПИЩЕВЫХ ОТХОДОВ //Universum: технические науки. – 2024. – Т. 3. – №. 6 (123). – С. 74-75.