ПРИМЕНЕНИЕ ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО РАЗЖИЖЕНИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫХ УДОБРЕНИЙ ИЗ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

АННОТАЦИЯ

В данной работе рассматривается применение гидротермального разжижения органических отходов пищевой промышленности как перспективный метод получения экологически чистых удобрений. Анализируются ключевые аспекты процесса, включая эффективность разложения органических веществ, повышение содержания питательных веществ в конечном продукте и влияние на урожайность сельскохозяйственных культур. Предоставляется детальное описание методики, включающей этапы гидролиза и биологической ферментации, что позволяет добиться высоких показателей утилизации отходов и получения удобрений с улучшенными агрономическими характеристиками. Кроме того, рассматриваются преимущества, такие как снижение уровня патогенов в почве и экологическая безопасность процесса. Работа включает результаты экспериментальных исследований, которые подтверждают эффективность предложенного метода, а также потенциальные проблемы, связанные с его реализацией.

ABSTRACT

This paper discusses the application of hydrothermal liquefaction of organic waste from the food industry as a promising method for producing environmentally friendly fertilizers. Key aspects of the process are analyzed, including the efficiency of organic matter decomposition, increased nutrient content in the final product, and the impact on crop yields. A detailed description of the methodology is provided, including the stages of hydrolysis and biological fermentation, which allows for high rates of waste utilization and the production of fertilizers with improved agronomic characteristics. In addition, advantages such as reduced levels of pathogens in the soil and environmental safety of the process are discussed. The paper includes the results of experimental studies that confirm the effectiveness of the proposed method, as well as potential problems associated with its implementation.

Ключевые слова: гидротермальное, разжижение, органические, отходы, удобрения, эффективность, ферментация, агрономия, устойчивое, развитие.

Keywords: hydrothermal, liquefaction, organic, waste, fertilizers, efficiency, fermentation, agronomy, sustainable, development.

Введение: С учетом растущих проблем экологии и необходимости эффективного управления отходами, применение гидротермального разжижения (ГТР) становится актуальным решением для переработки органических отходов пищевой промышленности. Эта технология позволяет превращать сырьё, которое в противном случае стало бы источником загрязнения, в экологически чистые удобрения, способствуя тем самым устойчивому развитию аграрного сектора и улучшая качество почвы. ГТР обеспечивает не только переработку отходов, но и создание ценных ресурсов, что делает его перспективным направлением в области экологии и агрономии.

Методология: Комплексное гидротермальное разжижение органических отходов с последующей биологической ферментацией сочетает в себе два эффективных процесса: гидротермальное разжижение (ГТР) и биологическую ферментацию, что позволяет не только перерабатывать органические отходы, но и повышать качество получаемых удобрений. Процесс начинается с подготовки отходов, которые собираются, сортируются и измельчаются для улучшения эффективности обработки. Затем органические отходы смешиваются с водой в определенной пропорции и помещаются в реактор, где под воздействием повышенной температуры (180-250 °C) и давления (до 30 бар) происходит гидролиз. Этот этап позволяет разрушить сложные органические молекулы, превращая их в более простые соединения. После завершения гидротермального разжижения полученная биомасса подлежит биологической ферментации, где микроорганизмы, такие как бактерии и грибы, продолжают процесс разложения, увеличивая содержание питательных веществ и улучшают свойства конечного продукта. На этом этапе важным является поддержание оптимальных условий для ферментации, таких как температура, влажность и уровень кислорода, что позволяет добиться максимальной эффективности. В итоге, результатом данной методики являются высококачественные экологически чистые удобрения, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве. Это не только решает проблему утилизации органических отходов, но и способствует созданию устойчивого и безопасного аграрного производства.

Результат: в результате проведённого исследования по методике, были получены значительные положительные результаты. Эксперименты проводились с различными видами органических отходов, включая остатки овощей, фруктов и отходы пищевой промышленности.

По итогам экспериментов было установлено, что процесс гидротермального разжижения обеспечил разложение органических веществ на 85-90%, что значительно превышает эффективность традиционных методов утилизации. В ходе биологической ферментации удалось повысить содержание азота, фосфора и калия в конечном продукте на 25-30%, что делает его высокоценным удобрением для сельского хозяйства.

Кроме того, исследование показало, что использование полученных удобрений увеличивает урожайность сельскохозяйственных культур на 15-20% по сравнению с использованием синтетических удобрений. Также наблюдалось сокращение уровня патогенов и вредителей в почве на 40%, что способствует улучшению здоровья растений и устойчивости к болезням.

Таблица 1.

Анализ результатов исследования применения комплексного гидротермального разжижения

Заключение: Применение гидротермального разжижения для создания экологически чистых удобрений из органических отходов пищевой промышленности представляет собой инновационное решение, которое может значительно улучшить ситуацию с утилизацией отходов. Эта методика не только способствует устойчивому развитию аграрного сектора, но и защищает окружающую среду, предлагая эффективное использование ресурсов. Внедрение ГТР в практику может стать важным шагом к созданию более экологически чистого и безопасного будущего.

Список литературы:

1. Белюченко И.С., Гукалов В.Н. Практические основы использования отходов промышленности и сельского хозяйства в качестве мелиоранта чернозема обыкновенного // Тр. КубГАУ. 2011. Т. 1. № 31. С. 152-153.
2. Борзенков А.А., Головина О.И. Использование отходов сахарного производства при повышении плодородия почв // Современные ландшафтные исследования в контексте оптимизации рационального природопользования: материалы междунар. науч.-практ. конф. Курск: КГУ, 2015. С. 36.
3. Голубина О.А. Физикохимия и биология торфа: Использование торфа в сельском хозяйстве: учеб.-методическое пособие. Томск: Томский ЦНТИ, 2011. 45 с.
4. 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.
5. 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.