ВВЕДЕНИЕ

Вторичные продукты агропромышленного комплекса и перерабатывающей промышленности составляют сотни миллионов тонн в год. Это в основном углеродсодержащие соединения: целлюлоза - 25-40, гемицеллюлоза - 16—36, пектин - 4-9% от общей массы. Отдельные отрасли промышленности, такие как сахарная и пивоваренная, имеют вторичные продукты, содержание крахмала в которых превышает 20-40%. Объёмы вторичных продуктов в стране растут в 2-3 раза быстрее, чем объёмы производства. При этом средний уровень их использования составляет, по различным оценкам, 17-25%. Вместе с тем они во всём мире являются сырьём для получения источников энергии (этанол, метанол, биогаз и др.), дрожжевого белкового корма, красителей, органических удобрений и т.п.

Вторичные продукты являются наиболее показательными индикаторами несовершенства производственных схем предприятия. Проблема их не может быть окончательно решена даже чисто технологически, в основе проблемы лежит мышление человека. Она носит комплексный и сложный характер, непосредственно связана с особенностями мышления, с новой экологической этикой и экологической философией. Только на стыке духовной и материальной культуры может быть получен положительный ответ. Существует также экономический аспект проблемы: значительная часть вторичных продуктов является ценным сырьём для производства.

Необходимы научно обоснованные системы современной промышленной переработки отходов и вторичного сырья, которые позволят переводить их в реальные материально-вещественные востребованные продукты. Причём «перевод» отхода в категорию вторичного сырья должен сопровождаться сертификацией качества. Отходы, помимо ухудшения или потери ряда технологических или потребительских свойств, приобретают новые свойства, не характерные или полностью отсутствующие у первичных аналогов. Паспортизация вторичных продуктов позволит рассматривать их как обычный сырьевой источник для получения определенных конечных продуктов и материалов.

Обращение с вторичными продуктами преследует две главные цели: эффективное вторичное использование продуктов их переработки в земледелии и животноводстве и предохранение от загрязнения окружающей среды. Альтернативой сжиганию и захоронению отходов может и должна стать биоконверсия с использованием макро- и микроорганизмов.

Микробиологические превращения вторичных продуктов беспредельны. Исследования показали, что микроорганизмы обитают в любых условиях планеты, их биомасса чрезвычайно велика, они осуществляют очень сложные химические процессы, подвергая деградации практически все органические соединения в природе. Древесина, торф, опилки, лигнин, жиры и т.д. в управляемых оптимальных условиях минерализуются в течение 2-4 дней до определённых промежуточных продуктов, которые, в свою очередь, используются в народном хозяйстве.

Для разработки научных основ биоконверсии вторичных продуктов необходимы характеристики их составляющих, т. е. этих разнородных компонентов органической массы и её микробоценозов. Трофическая структура природного сообщества перерабатываемого органического субстрата подчиняется системным закономерностям. Микроорганизмы специализированы на конкретных субстратах, при минерализации которых образуются определённые конечные продукты. Сообщество организмов вторичных продуктов функционирует как единое целое с кооперативными трофическими связями, определяющими перспективу химических взаимодействий. Глубокое понимание процессов, протекающих при промышленной биологической переработке органических субстратов, невозможно без современного представления эволюции микроорганизмов, новых гипотез, возможностей осуществления необычных химических реакций. Краткий анализ их дан в определённых главах учебника.

В сжатой форме представлены основные понятия и сведения общей микробиологии, органической химии, основ гигиены, генетики и других дисциплин. Каждую часть учебника и главу предваряет введение, в котором кратко описывается её содержание и приводятся факты и данные других дисциплин, известных студенту 1-го или 2-го курса. В конце каждой главы предлагаются контрольные вопросы, полезные для повторения изложенного материала и более углубленного изучения данного раздела.

Перспективы биоконверсии приведены в соответствие с современным уровнем исследований и обсуждаются во втором разделе учебника. При отборе и компоновке материала хотелось по возможности больше дать технологических схем управления процессом ферментации вторичных продуктов и отходов и набора биореакторов или оборудования.

Учебник содержит материалы, полученные авторами, непосредственно изучавшими процессы биоконверсии вторичных продуктов агропромышленного комплекса и перерабатывающих производств в нашей стране и за рубежом. Все главы учебника объединяет основной принцип биологической переработки отходов, их сбора, управления и перевода в категорию вторичного сырья определенного качества.

Результаты конверсии вторичных продуктов и отходов, полученные на основе безопасных биотехнологических приёмов и изложенные в учебнике, это не только дань достижениям общей микробиологии, это лишь начало длинного пути экологизации сельского хозяйства, промышленности и национальной безопасности.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >