WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

«Yuri A.Shushkevich. Production of Standardised Feed Product on the Basis of Biofuel crops deposits as a prospective biotechnology. Abstract. The development of world ...»

-- [ Страница 1 ] --

Шушкевич Ю.А.

Производство стандартизированного

кормового продукта на основе депозитов

биотопливных культур как перспективная

биотехнология

Развитие мировой биоэнергетики в условиях усиливающегося дефицита

ископаемого углеводородного сырья уже в ближайшей перспективе может

привести мир к значительному сокращению посевных площадей, отводимых для

производства продовольствия и, как следствие, к уменьшению его доступности и голоду. В то же время современные биотехнологии позволяют смягчить проблему снижения продовольственной достаточности путем производства стандартизированного кормового продукта на основе депозитов (отходов) сельскохозяйственных культур, используемых при выработке биотоплива.

В статье формулируются нутрилогические и технологические подходы к производству универсального кормового продукта с использованием известных и перспективных биотехнологий. Приводится оценка экономической эффективности производства «синтетического ячменя» для условий России, обосновывается значимость соответствующих технологий в обеспечении национальной и глобальной продовольственной безопасности.

Yuri A.Shushkevich. Production of Standardised Feed Product on the Basis of Biofuel crops deposits as a prospective biotechnology.

Abstract. The development of world bioenergetics under conditions of increasing shortage of fossil raw hydrocarbons may very shortly result in substantial diminishing of cultivated crops areas worldwide presently intended for food production and, consequently, in decrease of food availability and global hunger. At the same time modern biotechnologies allow to ease the problem of food sufficiency decrease by manufacturing standardised feed product out of protein- and fibre-containing deposits of the agricultural products used for biofuel production.

The Article defines nutrilogic and technologic approaches to the elaboration of standardised feed product with the use of existing and prospective biotechnologies. It contains economic efficiency evaluation of “synthetic barley” production in Russian conditions and gives grounds for respective technologies importance as far as national and global food safety is concerned.

1. Перспективы развития биоэнергетики в мире и в России Общеизвестен интерес, который во многих странах мира проявляется к выработке биотоплива. В условиях ограниченности мировых запасов углеводородов и проблематичности перевода мировой энергетики на такие нетрадиционные источники, как геотермальная, ветряная энергия, энергия приливов и т.д., получение биотоплива из сельскохозяйственного сырья имеет, по-видимому, наилучшие перспективы.

По данным Всемирной продовольственной организации ООН, в 2009 году на суммарной площади пашни, составляющей 1.44 млрд. гектаров, в мире было произведено 10.1 млрд. тонн основных сельскохозяйственных культур, в том числе 682 млн. тонн пшеницы, 679 млн. тонн риса, 817 млн. тонн кукурузы, 222 млн. тонн сои, 1.9 млрд. тонн сахарного тростника и сахарной свеклы1.

Cуммарный энергетический эквивалент произведенных в 2009 году сельскохозяственных культур по максимальной обменной энергии оценивается автором в 2.59*1019Кал (по валовой, или полной энергии – приблизительно в 3.49*1019Кал). На выработку биотоплива в мире сегодня расходуется около 310 млн.

тонн пшеницы, кукурузы, сахарных тростника, свеклы и масличных культур с полным энергетическим эквивалентом 5.1*1017Кал, или 2.13*1018Дж – что эквивалентно 47 млн. тонн в нефтяном эквиваленте. Фактически же мировое производство биотоплива в 2009 г составило 50.7 млн. тонн (около 30 млн. тонн нефтяного эквивалента), что связано с более низкой калорийностью биоэтанола и неполным переходом валовой энергии биосырья в энергию топлива.

Таблица 1. Данные по выработке и прогноз производства биотоплива в мире (в млн. тонн) 1980 2009 Виды биотоплива Биоэтанол из кукурузы и пшеницы -- 22.0 330. Биоэтанол из сахарного тростника и сахарной свеклы 1.1 26.0 125. Биодизель из масличных (соя, рапс, плоды пальмы и т.д.) -- 2.7 45. 1.1 50.7 Итого биотоплива, млн. тонн 2.75*1016 1.32*1018 1.34* Энергетическая ценность выпускаемого биотоплива, Дж 3.1*1020 5.4*1020 6.3* Объем потребляемых в мире энергоресурсов, Дж Доля биотоплива в мировом энергетическом балансе, % 0.01% 0.24% 2.14% В соответствии с принятыми в 2005 году в США законодательными актами об энергетической политике, к 2017 году производство биотоплива только в этой стране должно вырасти до 133 млн. тонн2,3. Стремление властей США и многих других стран развивать производство биотоплива связано с пониманием ограничеченности разведанных запасов традиционных энергоносителей, прежде всего, углеводородов4,5. При сохранении нынешних темпов увеличения населения планеты и роста энергопотребления разведанные запасы нефти и газа могут быть исчерпаны к 2043 г, а разведанные запасы угля и урана – к концу XXI века6. В этих условиях биотопливо оказывается единственной реальной альтернативой, по крайней мере, по отношению к жидким нефтепродуктам.

В России в обозримом будущем также следует ожидать начало крупномасштабного производства биотоплива. Представление о наиболее перспективных культурах для производства биотоплива в условиях умеренного климата нашей страны можно получить из Таблицы 2.

Таблица 2. Характеристики эффективности выработки биотоплива из основных сельскохозяйственных культур, выращиваемых в условиях умеренного климата Примечание: здесь и далее в статье «модельным» видом микроводорослей, используемым для производства биотоплива, принимается спирулина.



Только за счет использования выведенных из оборота за последние два десятилетия 22 млн. га пашни наша страна могла бы производить более 20 млн. тонн нефтяного эквивалента биотоплива на основе традиционных сельскохозяйтвенных культур.

При развитии же технологий производства и переработки микроводорослей и других фототрофов объемы отечественной биоэнергетики могут вырасти на порядок. При этом использование депозитов биотопливных культур в качестве кормовых добавок способно сформировать в нашей стране принципиально новую кормовую базу животноводства, добиться удешевления и кратного увеличения производства продукции животноводства.

Согласно прогнозам, к 2030 году в мире будет производиться не менее 500 млн.

тонн биотоплива. Если к этому времени биотопливные технологии не претерпят кардинальных изменений, то для этого потребуется на площади пашни около млн. га выращивать более 3 млрд. тонн сельскохозяйственного «энергетического»

сырья. Однако и в случае значительного прогресса биотопливных технологий будет сохраняться дилемма выбора между энергией и продовольствием, между обеспечением энергетических потребностей, связанных, в основном, с энергопотреблением в развитых странах, и потребностей продовольственных, в большей степени относящихся к странам «третьего мира». Ключом к решению данной проблемы, к предотвращению угрожающего общемирового дефицита продовольственных ресурсов может и должно стать широкое использование депозитов биотопливных культур в качестве новой основы кормов для животноводства.

Если развитие биотопливной индустрии будет осуществляться одновременно и параллельно с использованием ее побочных продуктов в интересах производства продуктов питания, то диллемы между «хлебом и биоэнергией» удастся избежать, и соответствующие новые технологии смогут стать основой для долгосрочного и экологически сбалансированного развития.

2. Проблемы использования депозитов биотопливных культур в качестве кормов В целях получения биотоплива используется сравнительно небольшая часть биологического вещества сахарного тростника (свеклы), зерновых и масличных культур – сахара, полисахариды и триглицериды. При этом в депозитах - отходах биотопливного производства – остаются значительные количества белков, сырой, нейтральнорастворимой и кислоторастворимой клетчатки и легкоусвояемых углеводов. Все эти вещества могут и должны использоваться в качестве кормовых ингредиентов при получении животноводческой продукции.

Так, в 1 кг пшеницы содержится 18.9 Мдж валовой энергии. При получении биоэтанола в топливо переходит 9.25 Мдж, выделяется в процессе спиртового брожения 0.38 Мдж, остается в послеспиртовой барде (DDGS – dry distelled grain solubles) до 9.3 Мдж. В 1 кг сои содержится 23.1 Мдж валовой энергии, в биодизель переходит 10.5 Мдж, остается в белково-углеводном депозите (шроте) до 12.4 Мдж валовой энергии. Иными словами, при наиболее распространенных традиционных биотопливных технологиях до половины валовой энергии растений и более сохряняется в кормовых депозитах.

Таблица 3. Соотношение энергии, утилизируемой в биотопливе, и энергии, остающейся в депозитах основных биотопливных сельскохозяйственных культур Сахарный Спирулина (при Тем не менее, несмотря на высокий энергетический потенциал кормовых депозитов биотопливных культур, их непосредственное использование в кормовых целях сопряжено с рядом ограничений.

Прежде всего, несмотря на высокий исходный энергетический потенциал, у большей части кормовых депозитов показатели обменной энергии, то есть той энергии, которую сельскохозяйственные животные способны извлечь из кормов и использовать в процессе своего роста и развития, оказываются значительно ниже:

Таблица 4. Соотношение валовой и обменной энергии в основных кормовых добавках, вырабатываемых в процессе производства биотоплива Обменная энергия при существующих технологиях кормового Выход обменной энергии, % При этом если соевый концентрат или соевый шрот являются классическими кормовыми добавками с высокими показатели перевариваемости и уровнями обменной энергии, то перевариваемость белка послеспиртовой барды (DDGS) не превышает 60%, а содержащаяся в барде целлюлоза и гемицеллюлоза в принципе не перевариваются моногастричными животными. Аналогично дело обстоит и с другими депозитами биотопливаных культур. Несмотря на наличие в них большого количества энергии, потенциально возможной для использования в метаболизме сельскохозяйственных животных, значительная ее часть не утилизируется животными. Так, при существующих технологиях кормового применения выход обменной энергии из валовой энергии корма из послеспиртовой барды (DDGS) не превышает 47% - в то время как для соевого концентрата аналогичный показатель оценивается в 73%. А относительно высокий показатель обменной энергии свекловичного жома сам по себе не обеспечивает его кормовую эффективность, так как белок жома несбалансирован и содержит высокий процент антипитательных простетических (неаминокислотных) белковых соединений.

Другой проблемой, ограничивающей использование депозитов биотопливных культур в кормлении сельскохозяйственных животных, является дефицитность их белка по незаменимым аминокислотам. Даже белок лучшей кормовой добавки растительного происхождения – соевого концентрата – имеет небольшую дефицитность по лизину и метионину. В таблице 5 приводится характеристика отклонения аминокислотного профиля белка основных кормовых добавок от принимаемого в качестве «идеальной» кормовой добавки марокканской рыбной муки. Анализ ведется только по восьми незаменимым аминокислотам, при этом рассчитываются среднеквадратичные отклонения и отклонения по дефицитности аминокислот. Отклонения, связанные с избыточным содержанием аминокислоты в кормовой добавке, в последнем случае не анализируются.



Pages:     || 2 | 3 | 4 |
 



Похожие работы:

«Альфред Ван Вогт Мюррей Лейнстер М. Джемисон Кордвейнер Смит Кэтрин Л. Мур Андрэ Нортон Сирил Корнблат Дэвид Келлер Джек Финней О. Лесли Лино Альдани Джеймс Типтри-младший Рэй Брэдбери Урсула К. Ле Гуин Фредерик Браун Гербен Хелинга Г. Файф Абрахам Грэйс Меррит Джек Лондон Е. Путкамер С. Блэк Герберт Уэллс М. Сейлор Ф. Марза Эрик Фрэнк Рассел Сборник зарубежной фантастики Фата-Моргана 2 продолжает одноименную издательскую серию. Кроме произведений, ранее не переводившихся на русский язык,...»

«Пролог Ускориться можно даже на последней капле бензина. Правда, Маркус Вестерманн не догадывался, что эта капля – последняя. Он ехал по автостраде 80, только что оставив позади мост через расселину Сускеханна, и собирался всего лишь обогнать этот грузовик с прицепом, который полз перед ним с изматывающей нервы скоростью в сорок семь миль в час. Итак, он выехал на левую полосу. Шёл дождь. А он держал возле уха мобильный телефон. – Подождите, слышите? – крикнул он. – Не кладите трубку. Поверьте...»

«Sectoral Integration of Biodiversity in Belarus Contents Introduction Spatial planning and urban development. Transport and road construction Agriculture and land use Forestry and hunting Fisheries Water resources and irrigation Industry and energy Defense Tourism and recreation Education Integration or mainstreaming of biodiversity in other conventions, agreements and processes.. 27 Introduction Belarus reported 1 that Национальной стратегией и планом действий по сохранению и устойчивому...»

«И ЗД А Т ЕЛ ЬС Т ВО „ К А З А Х С Т А Н 1 А Л М А - А Т А - 1 9 7 6 1 ГЛА ВН А Я РЕ Д А К Ц И Я Н А У ЧН О -ТЕХ Н И ЧЕСК О Й Л И ТЕРА ТУ РЫ 6П 2 К аз. Ч— 75 Чокин Ш. Ч. Энергетика и водное хозяйство К азахстана. Алма-Ата, К а­ захстан, 1975. 304 с. М онография посвящена научно-техническому прогнозу развития энергетики и водного хозяйства на обозримую перспективу. И сходя из основных союзных тенденций технического прогресса и природно-эко­ номических предпосылок К азахстана, автор рассматривает...»

«КАТАЛОГ МОДУЛЬНЫХ ДИСЦИПЛИН На 2012-2013 учебный год Под редакцией академика Т.Есполова І часть Алматы 2012 г. 1 Каталог модульных дисциплин одобрен решением учебно-методического Совета КазНАУ (протокол № 5, от 2 марта 2012г.) и ученым Советом КазНАУ (протокол № 8, от 27 марта 2012 г. ) 316 стр. Каталог включает дисциплины обязательного компонента ГОСО и дисциплины по выбору 42 специальностей бакалавриата по направлениям подготовки: сельскохозяйственные науки, услуги, ветеринария, экономика и...»

«А.К. Быстрова ПРОБЛЕМЫ ГЛОБАЛЬНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ В ЦЕНТРАЛЬНОАЗИАТСКОМ РЕГИОНЕ Оптимизация роли России Москва ИМЭМО РАН 2013 3 УДК 338.49(575) ББК 65.7(5) Быс 955 Серия Библиотека Института мировой экономики и международных отношений основана в 2009 году Рецензент доктор политических наук Д.Б. Малышева Ответственный редактор доктор экономических наук И.М. Могилевкин Быс 955 Быстрова А.К. Проблемы глобальной инфраструктуры в центральноазиатском регионе. Оптимизация роли России. – М.: ИМЭМО РАН,...»

«1 2 Школьные конкурсные проекты предлагают простые энергетические решения для сохранения климата Всероссийский конкурс SPARE 2010-2011 учебного года в рамках шестого международного конкурса школьных проектов по энергоэффективности Энергия и среда обитания проводился под лозунгом Сохраним климат с помощью простых энергетических решений. Цель конкурса: внедрение идей и методов энергосбережения в обществе, создание у школьников мотивации для сбережения ресурсов и энергии. Конкурс поддерживается...»

«Москва, 2006 Куда течет Амур? С. А. Подольский, Е. А. Симонов, Ю. А. Дарман Владивосток 2006 С. А. Подольский, Е. А. Симонов, Ю. А Дарман. Куда течет Амур?. Под редакцией к.г.н. С. А. Подольского. М.: Всемирный фонд дикой природы (WWF) – Россия, 2006 – 72 с. Книга издана на средства Всемирного фонда дикой природы (WWF) Россия В брошюре в популярной форме изложены проблемы, связанные с будущим Амура, как одной из последних великих рек мира, не имеющих плотин на своем главном русле. Основной упор...»

«www.koob.ru М. Норбеков, Ю. Хван Энергетическое здоровье От авторов Уважаемые читатели! Вы держите в руках эту книгу, не подозревая, что, собственно говоря, сами подтолкнули нас к скорейшему ее написанию. Первые наши две публикации — Уроки Норбекова и Тренировка тела и духа — вызвали огромную волну читательского интереса, которая захлестнула нас потоками писем, говорящих о том, что освоенные горизонты вам стали откровенно малы. Нам стало ясно, что наши корреспонденты в подавляющем большинстве...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.