Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Совершенствование способов утилизации перо-пуховых отходов

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Козина, Елена Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Особенности состава и использования перо-пуховых и других кератиновых отходов.

1.2. Применение витаминов и и В1 в экологии кормления животных.

1.3. Эколого-хозяйственная характеристика и способы переработки экологически вредных перо-пуховых отходов.

Глава 2. МЕТОДИКА ОПЫТОВ.

2.1. Цель и задачи исследований.

2.2. Материал и методика исследований.

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Изучение экологических, химико-токсических свойств перо-пуховых отходов и продукта их переработки -гидрокератина.

3.2. Разработка экологически чистой энергоресурсосберегающей технологии производства гидрокератина из перо-пуховых отходов.

3.3. Улучшение экологии кормления ремонтного молодняка крупного рогатого скота скармливанием гидрокератина, витаминов II и Вт.

3.4. Использование в кормлении молодняка гидрокератина, витаминов и и В! при перспективном маломолочно-малоконцентратном рационе.

ВЫВОДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Совершенствование способов утилизации перо-пуховых отходов"

Актуальность проблемы. В связи с обострением экологической ситуации Правительство Российской Федерации придает большое значение защите окружающей среды от загрязнений, связанных с хозяйственной деятельностью человека (1992, 1998).

По заключению экспертов-экологов (Бакинскас Б.П., 1987; Банников А.Г., 1996; Вронский В.А., 1996; Уразаев H.A., Вакулин A.A., Мары-мов В.И., 1996; Боголюбов С.А., 1999) основными загрязнителями окружающей среды являются сельское хозяйство и предприятия мясоперерабатывающей промышленности. К последним относятся птицефабрики со своим кератинсодержащим отходом - пером, пухом. До 1990 года перо-пуховое сырье использовалось в производстве перин, подушек, одеял, пуховиков, верхней утепленной одежды и обуви. Рыночные отношения вытеснили кератинсодержащее сырье при производстве указанных товаров и заменили их более дешевыми и экологически чистыми, удобными синтетическими материалами (Бобылев С.Н., 1993; Глухов В.В., Лисочкина Т.В., Некрасова Т.В., 1997). Перо-пуховое сырье птицефабрик оказалось невостребованным рынком и начало скапливаться в виде экологически опасных отходов в хранилищах, накопителях, складах, могильниках, полигонах, свалках. За последние 10 лет кератиновых отходов в окрестностях птицефабрик накопилось свыше 430 тыс. т (Ананши-тов В.В., 1994; Мальцев Ю.М., Тараканова В.В., 1999). Подвергаясь процессу гниения керато-сырье стало причиной распространения инфекционных болезней и серьезным источником загрязнения атмосферы, почвы, водоемов, подземных водоносных горизонтов (Беличенко Ю.П., 1978; Баландин Р.К., Бондарев А.Г., 1988; Белов C.B., Барминов Ф.А.,

Козьяков А.Ф., 1991; Белоконь Л.С., Яншин А.Л., 1991; Бабкина И.В., Ко-реньков В.А., 1999).

Из литературы известно, что после специальной обработки (гидролиза) перо-пуховые кератиновые отходы могут применяться в кормлении сельскохозяйственных животных. При этом основным сдерживающим фактором их широкого использования в качестве белковой подкормки является отсутствие ресурсоэнергосберегающей технологии с природоохранной направленностью, большие потери аминокислот в момент гидролиза кератиновых отходов и трудноусвояемость гидроли-зованного кератина из-за слабого воздействия ферментов организма.

После проведения поисковых исследований, мы пришли к выводу, что по экологическим, биологическим, экономическим соображениям базовый водно-тепловой гидролиз кератиновых отходов целесообразнее проводить с нативными цеолитами, вносимыми по правилу квадрата Пирсона и с последующей экструзией. Для улучшения усвояемости склеропротеинов дополнительно скармливать молодняку крупного рогатого скота на фоне перспективного маломолочно-малоконцентратного рациона новые синергичные витамины и и В^ входящих в состав ферментных систем, катализирующих обмен трудноусвояемых склеропротеинов.

В связи с вышеизложенным целью настоящих исследований явилось - усовершенствование способов утилизации перо-пуховых отходов предприятий, специализирующихся на производстве мяса и яиц птицы, с помощью выполнения следующих задач:

- определить экологические и химико-токсические свойства перо-пуховых отходов и продукта их переработки - гидрокератина; разработать экологически чистую энергосберегающую технологию производства гидрокератина из перо-пуховых отходов;

- установить эколого-зоотехническую целесообразность скармливания гидрокератина ремонтному молодняку крупного рогатого скота на фоне основного рациона и в смеси с новыми синергичными витаминами II и В-ь

- установить эколого-зоотехническую целесообразность скамлива-ния ремонтному молодняку крупного рогатого скота гидрокератина, витаминов II и В! при перспективном маломолочно-малоконцентратном рационе.

Научная новизна исследований состоит в том, что автором предложена экологически чистая, малоотходная, энергоресурсосберегающая технология утилизации кератиновых перо-пуховых отходов за счет кормовых потребностей животноводства.

Практическая значимость работы заключается в разработке и внедрении природоресурсосберегающей технологии использования кератиновых перо-пуховых отходов в составе гидрокератин-цеолито-кормовой добавки со специфической природоохранной и продуктивной направленностью.

Основные положения, выдвигаемые на защиту:

- природосберегающая технология утилизации перо-пуховых отходов за счет усовершенствования процесса гидролиза кератино-вого сырья и подготовки его к скармливанию животным;

- экологически улучшенный маломолочно-малоконцентратный рацион для ремонтного молодняка крупного рогатого скота с гидро-кератин-цеолито-витаминно-кормовой добавкой.

Научные положения, выносимые на защиту, внедрены и получили положительную оценку в крупных птицеводческих хозяйствах Красноярского края (1996-1999). Они докладывались на научнопроизводственных конференциях в КрасГАУ (1997-2000), КНЦ, СО РАН (1999) и в Госкомэкологии Красноярского края (2000).

Заключение Диссертация по теме "Экология", Козина, Елена Александровна

Выводы

1. Из-за повсеместного внедрения технологий получения искусственного пуха и полиэфирного волокна перо-пуховое сырье птицефабрик не стало пользоваться спросом в легкой промышленности. Около 91% влажных перо-пуховых отходов утилизируется сливанием в озера, реки и путем вывоза на земную поверхность. В местах утилизации перо-пуховых отходов обнаружено массовое (около 4,7-106 микроорганизмов в 1 м3 воздуха) бактериальное загрязнение и неприятные специфические запахи на расстоянии 250-1500 м. Максимально разовые концентрации аммиака в воздухе превышали ПДЭН в 3,7 раза, а сероводорода в 5,2.

2. В процессе переработки перо-пуховых отходов на гидролизо-ванную перьевую муку (ГПМ) и ее сушки по базовой технологии образуется еще больше, чем на свалках экологически вредных газообразных и пылевидных отходов, загрязняющих воздушный бассейн. Концентрация аммиака составляла в среднем 121,2 мг/м3, пыли 12 мг/м3. Специфический запах гидролизованного кератина регистрировался как очень сильный постоянный. Бактериальное загрязнение воздуха в цехе переработки перо-пуховых отходов составило 8,3-106 микроорганизмов в 1 м3 воздуха.

3. Из всех известных химических, биологических, водно-термических, ферментативных способов переработки и утилизации перо-пуховых отходов наиболее распространенным является способ варки влажного пера в вакуумных котлах с добавлением цеолитов и последующей эструзией. При этом появляется возможность производить гид-рокератин-цеолито-кормовую добавку (ГЦКД) экологически чистую с высокой питательностью, производительностью и экономичностью.

4. Получаемая по новой технологии ГЦКД, по сравнению с ГПМ отличается предпочтительно более высоким содержанием протеина (на 4,2%), золы (на 5,8%), кальция (на 6,5%). Исключение из прототипной технологии процесса сушки кормовой муки, ее экструдирование и внесение цеолита в ГЦКД уменьшило распадаемость протеина (на 6%) и общую микробную загрязненность (ОМЗ) в 143 раза, что положительно сказалось на экологии кормления и сохранности кормодобавки. Производство ГЦКД в сравнении с ГПМ оказалось более выгодным не только по экологическим показателям, но и по экономическим. Из-за снижения энергозатрат, количества обслуживающего персонала себестоимость ГЦКД оказалась в 1,4 раза дешевле ГПМ.

5. Одним из возможных вариантов утилизации перо-пуховых отходов является скармливание их молодняку крупного рогатого скота после предварительного гидролиза в количестве 0,1 мг на кг живой массы в сутки. В рекомендуемой дозе ГПМ может характеризоваться как экологически чистая, белковая кормодобавка, улучшающая экологию кормления с выраженным копытцеукрепляющим и продуктивным действием.

6. Наиболее эффективным эколого-хозяйственным решением по утилизации перо-пуховых отходов является технологическая схема приготовления ГЦКД и ее скармливание ремонтному молодняку крупного рогатого скота в смеси с новыми синергичными витаминами II и В1 на фоне перспективного маломолочно-малоконцентратного рациона.

7. Представленный усовершенствованный способ утилизации перо-пуховых отходов пригоден для всех птицеводческих предприятий России. Он создает гигиенические основы оздоровления природной среды в районах птицефабрик и позволяет оптимально - безотходно объединить хозяйственную деятельность птицеводческих и животноводческих производств.

85

Предложения производству

1. Предприятиям, специализирующимся на производстве мяса и яиц птицы, рекомендовать перо-пуховые отходы перерабатывать в гидрокератин-цеолито-кормовую добавку (ГЦКД) со специфической природоохранной, ресурсосберегающей и продуктивной направленностью.

2. Для улучшения экологии кормления, продуктивности и экономики производства сельскохозяйственной продукции ГЦКД необходимо скармливать ремонтному молодняку крупного рогатого скота в составе маломолочно-малоконцентратного рациона с добавлением 0,3 мг витамина и и 0,15 мг витамина В-| на кг живой массы в сутки.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Козина, Елена Александровна, Красноярск

1. Национальный план действий по охране окружающей среды РФ на 1999-2001 годы: Постановление Правительства РФ от 12 ноября 1998г. -М.: Собрание актов президента и Правительства, 1998.-№38.-Ст.2981.

2. Абалдова В.А. Производство белковой муки из малоценных видов и отходов пера//Мясная индустрия СССР.-1980.-№7.-С.34-35.

3. Алексеев В.А., Бакуновец Г.В., Евдокимов Н.В. Использование вит.II и В15 в кормлении растущих свиней//Эколог. вестник Чувашии.-1996.-№18.-С.9-10.

4. Алексеев В.П. Очерки экологии человека. -М.: Наука, 1993.-С.189.

5. Алексенко В.В., Исмаилова Д.Ю., Алексеева Д.В. Ферментативная кормовая добавка из птичьих перьев//Биотехнологические и биотехнические процессы в мясной и молочной промышленности. Мат. научн.-техн. конф., май 1987г., ВНИИКИМП. -М., 1987.-С.68.

6. Алексенко В.В. Белковый корм из пера//Птицеводство.-1991.-№8,-С.14-15.

7. Ананшитов В.В. Экономика природопользования и охрана окружающей среды. -СПб.: Наука, 1994.-С.17.

8. Анисимов В.Е. Эффективность применения отечественного препарата II при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки//Витамин U природа, свойства, применение. -М.: Наука, 1973.-С.64.

9. Антипов Л.В. Гидролизаты белков вторичного сырья мясной промышленности как основа лечебно-профилактического и специального питания//Хранение и переработка сельхозсырья.-1998.-№6.-С.46.

10. Антонова В.Я., Блинова П.Н. Лабораторные исследования. -М.: Колос, 1971.-648с.

11. Архипов A.B., Топорова Л.В., Исаева И.А. Новые белковые кормовые средства//Вестн. с.-х. науки.-1981.-№9.-С.11-13.

12. Архипов А., Ларичева Е., Алексеев В. Белковая добавка/ЛПтицевод-ство.-1991.-№8.-С.10-15.

13. Бабкина И.В., Кореньков В.А. Отходы и проблемы восстановления водных объектов Красноярского края. -Красноярск: Изд-во КГТУ, 1999.-С.50-54.

14. Баглаева Н.И. Экологические основы рационального использования и охраны водоемов. -Новосибирск: Изд-во Гос. пед. ин-та, 1991.-С.81-89.

15. Бакинскас Б.П. Загрязнение почвы, водоемов и растений//Химия в сельском хозяйстве.-1987.-№4.-С.22-24.

16. Баландин Р.К., Бондарев Л.Г. Природа и цивилизация. -М.: Мысль, 1988.-С.116.

17. Банников А.Г. Основы экологии и окружающей среды. -М.: Колос, 1996.-С.217.

18. Барабанщиков Н.В. Исследования молока и сыра в процессе его выработки//Методики постановки опытов и исследований по молочному хозяйству. -М.: ТСХА, 1973.-С. 107-117.

19. Барта Я. Нетрадиционные корма в рационах животных. -М.: Колос, 1984.-С. 16-20.21