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 — гидрокератинаразработать 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).

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.

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.