Влияние исходного материала на выход газа
1.1.2. Состав исходного материала
Среди остатков и отходов сельскохозяйственного производства наиболее богаты необходимыми для метанового брожения питательными веществами экскременты животных. Однако они очень различаются между собой как по наличию отдельных компонентов (рис. 4), так и
Источник поступления |
Скорость разложения в процессе брожения |
||
Корм |
Крахмал, сахар |
Целлюлоза |
Лигнни |
Г ликогеи Жирные кислоты |
Гемицеллюлоза Пеитозаны |
(одревесневший материал) |
|
Белок, пептиды |
Пектин |
Целлюлоза с лиг- |
|
Аминокислоты |
Хитин |
инновой коркой (солома) |
|
Витамины |
Жиры |
Кератии (волосы) |
|
Организм животного |
Антибиотики Слизь, кровь Соматические клетки |
Масла |
Кутин Суберин (пробковое вещество) Воск |
Микрофлора |
Ферменты Гормоны Биомасса |
Желчные кислоты |
Желчные пигменты |
Промежуточ- |
Органические |
Индол |
Лигниио-протеино- |
ные, конечные |
КИСЛОТЫ |
вые комплексы |
|
и химосинтети — ческие произ- |
Спирт |
Скатол Фенолы |
|
водные продукты метаболизма животных и микроорганизмов |
Полисахариды |
Гумнновые /вещества |
Рис. 4. Содержание в экскрементах животных органических соединений, определяющих протекание процесса брожения,
Таблица 5. Состав экскрементов животных (в % к сухому веществу) Экскременты
|
по химическому составу в зависимости от того, о каком виде животных идет речь и какой корм эти животные потребляют (табл. 5). Кроме того, отходы животноводства в зависимости от способа содержания животных могут включать в себя самые различные количества воды, подстилочного материала и остатков корма.
Если подвергаемый сбраживанию исходный субстрат содержит, кроме стойлового навоза, другие растительные остатки, следует обращать особое внимание на их состав (табл. 6). При этом прежде всего нужно учитывать характерное для определенных условий высокое содержание лигнина, который практически не разлагается микробами и, следовательно, не принимает участия в процессе газообразования. По этой причине выход газа из экскрементов жвачных животных, которые нуждаются в кормах с высоким содержанием сырой клетчатки, значительно меньше, чем из экскрементов кур и свиней. Хотя путем механического, химического или теплового воздействия лигниновые комплексы можно сделать доступными для биохимического разложения, связанные с этим расходы делают упомянутые методы неприемлемыми для сельскохозяйственного производства [45].
Компонент |
= (Ч = R ~ о Л о |
Пшеничная солома і |
1 Ржаная 1 со«ома |
SS Я С« 1| ® 6 О и |
№ Ї. Г 5 х S *3 |
я 6 * » g й> г * Ь О о |
>0 св 4J СП *©■ £ £о §•- а* |
Органическая масса |
93,8 |
94.4 |
95.4 |
93,0 |
91,7 |
78,5 |
78,9 |
Азот |
0,56 |
0,46 |
0,46 |
0,54 |
1,20 |
2,00 |
2,34 |
Фосфор |
0,08 |
0,09 |
0,12 |
0,19 |
0,1 і |
0,26 |
0,20 |
1,40 |
0,79 |
0,88 |
1,92 |
2,32 |
3,57 |
1,67 |
|
0,29 |
0,14 |
0,19 |
0,29 |
0 .9 |
М0 |
2,57 |
|
0,10 |
0 07 |
0(5 |
0,09 |
0,30 |
0,60 |
0,83 |
|
C/N |
84 |
91…165 |
89. ..150 |
о сл о |
30…05 |
18 |
17 |
Сырая клетчатка |
33,3 |
||||||
(целлюлоза) |
43,5 |
45,5 |
47,5 |
41,5 |
11,5 |
23,8 |
|
Сырой жнр |
1,7 |
1,6 |
1,5 |
1,9 |
1,7 |
1,5 |
3,2 |
Сырой протеин |
3,5 |
2,9 |
2,9 |
3,4 |
7,5 |
12.5 |
14,6 |
Лигнин |
15,..20 |
15…20 |
15…20 |
15…20 |
5,5 |
Для сбраживания растительных материалов с высоким содержанием способных к разложению соединений углерода необходимо добавление богатых азотом веществ, например куриного помета или свиного навоза, чтобы получить соотношение C/N в пределах, требуемых для беспрепятственного протекания процесса брожения.