CC BY
3
№ 8 (125)
август, 2024 г.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВ
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УТИЛИЗАЦИИ ПИЩЕВЫХ ОТХОДОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ ВЫСОКОЦЕННЫХ ДОБАВОК
Кобилова Гузал Илхомовна
ст. преподаватель, Джизакский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Джизак E-mail: aziz_zver1998@mail.ru
Калдыбекова Жанат Байжановна
канд. техн. наук. профессор, Южно-Казахстанский университет им. М. Ауэзова Республика Казахстан, г. Шымкент
BIOTECHNOLOGICAL METHODS OF UTILIZATION OF FOOD WASTE IN THE PRODUCTION OF HIGH-VALUE ADDITIVES
Guzal Kobilova
Senior Lecturer, Jizzakh Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Jizzakh
Janat Kaldybekova
Ph.D., Professor,
South Kazakhstan University named after M. Auezova Republic of Kazakhstan, Shymkent
АННОТАЦИЯ
В данной статье рассматриваются биотехнологические методы утилизации пищевых отходов, направленные на получение высокоценных добавок. Особое внимание уделяется методике биоконверсии, которая обеспечивает эффективную переработку органических отходов в полезные продукты, такие как белки, аминокислоты и органические кислоты. В работе анализируются ключевые этапы этой методики, включая выбор и подготовку сырья, культивирование микроорганизмов, процесс ферментации, а также экстракцию и очистку конечных продуктов. Предоставляются результаты проведённого исследования, показывающие, что методика позволяет снизить объёмы пищевых отходов на 65%, уменьшить выбросы метана на 30% и получить ценные добавки с рентабельностью в 25%. Рассматриваются также экономические и экологические аспекты внедрения данной методики в промышленное производство.
ABSTRACT
This article examines biotechnological methods for the utilization of food waste aimed at producing high-value additives. Special attention is given to the bioconversion method, which ensures the efficient processing of organic waste into useful products such as proteins, amino acids, and organic acids. The paper analyzes the key stages of this method, including the selection and preparation of raw materials, microorganism cultivation, the fermentation process, and the extraction and purification of final products. The study's results demonstrate that the method allows for a 65% reduction in food waste, a 30% decrease in methane emissions, and the production of valuable additives with a profitability of 25%. The economic and environmental aspects of implementing this method in industrial production are also considered.
Ключевые слова: биотехнология, утилизация, отходы, биоконверсия, добавки, белки, аминокислоты, ферментация, экология, рентабельность.
Keywords: biotechnology, utilization, waste, bioconversion, additives, proteins, amino acids, fermentation, ecology, profitability.
Библиографическое описание: Кобилова Г.И., Калдыбекова Ж.Б. БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УТИЛИЗАЦИИ ПИЩЕВЫХ ОТХОДОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ ВЫСОКОЦЕННЫХ ДОБАВОК // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2024. 8(125). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/18115
№ 8 (125)
август, 2024 г.
Введение. В современном мире проблема утилизации пищевых отходов становится всё более актуальной. С увеличением населения и масштабов производства продуктов питания растёт количество отходов, что приводит к экологическим и экономическим проблемам. Однако, пищевые отходы могут стать ценным ресурсом, если использовать их для производства высокоценных добавок, применяя биотехнологические методы. Основная проблема заключается в том, что значительная часть пищевых отходов не используется рационально и просто отправляется на свалки, что вызывает негативное воздействие на окружающую среду и упускает возможность извлечения полезных компонентов. Одним из эффективных решений является применение биотехнологических методов утилизации пищевых отходов для производства высокоценных добавок, таких как аминокислоты, белки, антиоксиданты и ферменты. Эти продукты могут быть использованы в пищевой промышленности, медицине и других отраслях.
Методология. Биоконверсия отходов. Методика биоконверсии пищевых отходов представляет собой процесс ферментации, при котором микробные культуры перерабатывают органические вещества в полезные продукты. Этот процесс позволяет эффективно извлекать из отходов биологически активные вещества и трансформировать их в высокоценные добавки. Первым этапом в процессе биоконверсии является выбор подходящего исходного сырья, т.е. пищевых отходов. Отходы проходят этап подготовки, включающий механическую обработку и, при необходимости, предварительное химическое или физическое воздействие. Ключевым этапом методики является выбор микроорганизмов, способных эффективно перерабатывать органическое сырьё в ценные добавки. На этапе ферментации микроорганизмы преобразуют органические вещества
отходов в целевые продукты. После завершения ферментации полученный продукт требует извлечения и очистки от примесей. Методы экстракции зависят от типа целевого продукта. Завершающим этапом является упаковка полученных добавок в подходящие контейнеры, обеспечивающие сохранность продукта в течение длительного времени.
Результат. В ходе исследования, направленного на оценку эффективности методики биоконверсии пищевых отходов, были получены следующие результаты: Белки: Из общего объёма переработанных пищевых отходов (500 кг) удалось извлечь 28% белковых продуктов, что составляет 140 кг чистого белка. Этот белок может быть использован в качестве основы для кормовых добавок или в пищевой промышленности. Аминокислоты: Из 500 кг сырья было получено 15% аминокислот, что эквивалентно 75 кг чистого продукта, который может применяться в фармацевтической и пищевой промышленности. Органические кислоты: 20% отходов (100 кг) были превращены в органические кислоты, включая молочную и уксусную кислоты, которые используются в производстве консервантов и в качестве биологически активных добавок. В результате биоконверсии объём первоначальных отходов был уменьшен на 65%, что свидетельствует о высокой эффективности методики в утилизации пищевых отходов. Проведённые микробиологические анализы показали, что конечные продукты соответствуют стандартам безопасности и не содержат патогенных микроорганизмов. Применение методики позволило снизить затраты на утилизацию отходов на 50%, одновременно обеспечив получение дополнительных доходов от продажи высокоценных добавок. В результате общая рентабельность проекта составила 25%. Исследование показало, что использование биоконверсии снижает выбросы метана на 30%, что уменьшает негативное воздействие на окружающую среду.
Таблица 1.
Эффективность методики биоконверсии пищевых отходов
Показатель Результат Польза Минусы
Выход белков 140 кг из 500 кг сырья Использование в кормовых добавках и пищевой промышленности Ограниченный спектр применения
Выход органических кислот 100 кг из 500 кг сырья Использование в производстве консервантов и биодобавок Может потребоваться специальное оборудование
Снижение объёма отходов Уменьшение на 325 кг Сокращение отходов на свалках, улучшение экологии Не все виды отходов подходят для переработки
Микробиологическая чистота Снижение загрязнений на 98% Соответствие стандартам безопасности, отсутствие патогенов Необходимо постоянное мониторирование
Заключение. Применение биотехнологических методов утилизации пищевых отходов представляет собой перспективное направление для решения экологических проблем и получения ценнейших ресурсов.
Методика биоконверсии отходов не только помогает сократить объёмы отходов, но и способствует созданию новых продуктов, обладающих высокой рыночной стоимостью.
№ 8 (125)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
• 7universum.com
август, 2024 г.
Список литературы:
1. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н., Размук В.А., Ковалева О.В. Результаты энергетического обследования сельхозпредприятий // Сборник науч. трудов. ГНУ СЗ НИИМЭСХ, 2014. -№85. - С. 100-104.
2. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н., Размук В.А., Бычкова О.В. Результаты энергетического обследования сельхозпредприятий // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства / ИАЭП. - С-Пб, 2014. - № 85. -С. 100-105.
3. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н., Тимофеев Е.В., Размук В.А. Методы повышения эффективности использования электрической энергии в животноводстве// Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства / ИАЭП. - С-Пб, 2016. - № 89. - С. 23-31.
4. Судаченко В.Н. Льготный тариф на электроэнергию - важный стимул эффективного использования энергоресурсов// Международный журнал «Сельскохозяйственные вести», 3(70)/2007, С 10.
