X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Все способы переработки растительного сырья можно разделить на три группы: физические, химические (конверсии), биологические (биоконверсии). Физическими методами конверсии являются измельчение, прессование (отжим) и др. В основе конверсии растительного сырья химическими методами лежат способы гидролиза полисахаридов кислотами, щелочами и растворами солей. К биологическим методам конверсии относят процессы ферментативного гидролиза и ферментации [1].

В биотехнологии, как правило, все эти способы сочетаются.

Физические – размол в вибромельницах и дробилках, прессование, экструзионная обработка, дефибрационный способ измельчения, радиолиз, ультразвук.

Химические (классификация по виду химического реагента):

-гидролиз разбавленными кислотами -перколяционный, высоко-температурный, автогидролиз;

-гидролиз концентрированными кислотами -двухфазный гидролиз (на первой фазе гидролиз концентрированной серной кислотой с непрерывной отдувкой фурфурола паром, на второй фазе гидролиз целлолигнина разбавленной серной кислотой перколяционным методом) и гидролиз галогенсодержащими кислотами;

-гидролиз солями – перколяционный, экструзионная обработка с солями;

-гидролиз газообразными агентами ?предгидролиз в парах СО2, гидролиз в парах SO2;

-щелочная делигнификация-паровой взрыв и методы выделения целлюлозы.

Биологические:

-биоконверсия растительного сырья ферментами;

-прямаябиоконверсия растительного сырья микроорганизмами (выращивание микроорганизмов, различные виды брожения);

-биоконверсия растительного сырья ферментами и микроорганизмами;

-биоконверсия растительного сырья после химических методов гидролиза.

Комбинированные:

-механохимические-дефибрация или размол в присутствии кислот или солей;

-термохимические - прямое сжигание, пиролиз, газификация, сжижение, быстрый пиролиз, синтез метанола из газа, образующегося при термической конверсии биомассы древесины;

-сочетание физических и химических методов выше перечисленных, например, радиолиз в атмосфере СО2 и др.

Биологическим путем можно консервировать не только грубые корма. В мировой практике накоплен опыт консервирования влажного зерна как при помощи химических консервантов, так и путем хранения этого зерна (при влажности до 30%) в герметичных емкостях, например траншеях, в атмосфере двуокиси углерода, образующегося в результате дыхания зерна, на что тратится 3^6% его массы. Однако двуокись углерода возникает и в процессах брожения - при получении этанола, производстве пива, анаэробной ферментации отходов ферм [2].

Таким образом, применение методов биотехнологии в сельском хозяйстве, как это видно на примере биоконверсии растительного сырья, позволяет более полно использовать урожай, уменьшить отходы и потери.

Достоинства комплексной переработки растительных масс ярко видны также на примере переработки крахмального сырья с использованием методов современной биоиндустрии. Успехи энзимной биотехнологии позволяют из крахмала при помощи ферментов амилазного комплекса получить глюкозу, а ее энзиматически можно конвертировать во фруктозу. Таким образом, в принципе решена задача получения сахара из крахмала. Возникает вопрос: какое производство сахара экономически выгоднее - на основе сахарной свеклы или кукурузы? Венгерские специалисты подсчитали, что в условиях их страны при урожае сахарной свеклы 45 т/га и кукурузы 7 т/га сахар из кукурузного крахмала стоит 3,53 форинта за 1 кг, а из свеклы - 5,4 форинта. Комплексная переработка кукурузного зерна с использованием энзиматической конверсии крахмала в сахар и микробной конверсии части сахара в этанол позволяет получить из 1 т кукурузы 0,399 т жидкого сахара с содержанием 71% сухих веществ, 0,112 т абсолютного спирта (этанола), 0,065 т зародышевой фракции, богатой маслом, и 0,224 т кормового протеинового концентрата.

Список литературы

1. Сушкова, В.И. Исследование эффективности биоконверсии ферментолизатов зерносырья// «Биотехнология -2003»: сб. научных трудов междунар. конф.−М,2003.− Т.1.

2. Ибрагимова С.А. и др. Морфологические и физиологические особенности гриба при культивировании с целью получения кормового белка// «Биотехнология на рубеже двух тысячелетий»: сб. материалов научно-техн. конф. − Саранск, 2001.-85с.

Код для цитирования: Скопировать