Производство белка на водороде - Волова Т.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Логикой самой жизни кормопроизводство выделяется сейчас, по сути, в самостоятельную отрасль, которая должна быть в максимальной степени механизирована. В большинстве крупных хозяйств созданы специализированные подразделения по заготовке и переработке кормов. Однако трудозатраты при этом высоки, и работа носит сезонный характер. В некоторых областях построены и реконструированы сотни комбикормовых заводов и цехов, предприятий по выпуску минеральных компонентов на кооперативной основе. Создаются специализированные хозяйства и подразделения по производству кормов.
4
Однако темпы наращивания кормовой базы не всегда соразмеряются с темпами индустриализации сельскохозяйственного производства. Нередко при создании крупных механизированных комплексов упускается из виду главное — обеспечение их необходимыми кормами.
Следует учитывать, что в настоящее время от 2/3 до 3/4 получаемого урожая зерна идет на корм сельскохозяйственным животным. Введение концентрированных белковых добавок в кормовые концентраты поможет резко снизить расход зерновых, употребляемых в комбикормовой промышленности, и повысить эффективность их использования.
Важный момент микробиологического синтеза по сравнению с получением сельскохозяйственной продукции заключается в том, что микробиологическое производство не требует громадных площадей и может быть сконцентрировано вблизи массовых потребителей вырабатываемого продукта. При увеличении мощности производства резко снижаются трудозатраты на выработку единицы продукта, так как весь процесс изготовления легко поддается автоматизации. Независимость от погодных условий и климата обеспечивает стабильность работы и полную управляемость всего цикла производства, возможность четкого планирования объема круглогодично выпускаемой продукции в зависимости от запроса потребителей. При организации непрерывного процесса достигается почти полная утилизация ингредиентов питательной среды.
Высокая эффективность промышленного изготовления кормового белка по сравнению с традиционными способами доказывается и энергетическим расчетом. Так, по данным американских экспертов, на производство одной пищевой калории в сельском хозяйстве затрачивается 10 кал энергетического сырья (с учетом затрат на механизацию, минеральные удобрения, транспортировку и хранение).
Получение одной пищевой калории посредством биосинтеза, например водородных бактерий (с учетом сырья и затрат электроэнергии на производство водорода и культивирование), требует затраты 6,3 кал, а без учета сырья — 1,5 кал.
Уже сейчас микробиологическое изготовление белково-вн-таминных концентратов (БВК) из парафинов нефти и гидролн-затов древесины вносит весомый вклад в кормопроизводство страны. Этому предшествовала большая исследовательская работа по выработке теоретических основ новых технологий и их техническому воплощению. Но дефицит сырья ограничивает возможности получения достаточного количества продукта.
В последнее десятилетие за рубежом внимание ученых привлекают литотрофные микроорганизмы и в первую очередь водородокисляющие бактерии. Они рассматриваются как перспективные биосинтетики белка, витаминов и других ценных пР°Дуктов микробного синтеза.
5
Интерес к водородным бактериям определяется такими причинами, как их способность к автотрофному росту, что обусловливает независимость производства биомассы от источников органического сырья, способность расти за счет энергии окисления водорода, что позволяет осуществлять эффективное превращение электроэнергии, а в дальнейшем атомной энергии и, возможно, энергии солнца в белок через электролитическое, тепловое или фотохимическое разложение воды. Электролиз уже сейчас дает возможность использовать энергию гидроресурсов на получение микробного белка. В этом случае на синтез 1 кг сухой биомассы расходуется 40—45 кВт-ч электроэнергии.
Возможна также организация производства биомассы водородных бактерий на основе конверсии природного газа — метана. Крупные мощности конверсии метана имеются в производстве азотных удобрений (аммиака, мочевипы). Начатые в настоящее время разработки по получению дешевого водорода как наиболее безвредного для окружающей среды и эффективного энергетического топлива служат серьезной гарантией жизнеспособности водородного биосинтеза. Водородную энергетику называют энергетикой будущего.
Культивирование хемосинтезирующих бактерий на неорганической среде дает биомассу, свободную от органических загрязнений из питательной среды, при этом в отличие от фото-автотрофов биомасса водородных бактерий содержит мало пигментов. Кроме того, сами бактерии при оптимальных режимах выращивания выделяют незначительное количество метаболитов. Поэтому производство их биомассы не только не будет загрязнять окружающую среду, но может даже выполнять некоторые функции очистного сооружения. Например, в качестве источника углекислоты можно рассматривать топочные газы, основную часть компонентов которых — С02 — эти бактерии способны усваивать.
Эксперименты по изучению кормовой ценности белков водородных бактерий, проведенные на крысах, морских свинках, собаках, обезьянах, показали, что неблагоприятных изменений в организме животных не происходит, усвояемость белка при этом очень высокая — до 95% [Calloway, Kumar, 1969; Покровский, 1971].
