CC BY
2
№ 10 (127)
октябрь, 2024 г.
ПРИМЕНЕНИЕ ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО РАЗЖИЖЕНИЯ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ СЛОЖНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Калдыбекова Жанат Байжановна
канд. техн. наук. профессор, Южно-Казахстанский университет им. М. Ауэзова, Республика Казахстан, г. Шымкент
Кобилова Гузал Илхомовна и.о. доцента,
Джизакский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Джизак E-mail: aziz_zver1998@mail. ru
APPLICATION OF HYDROTHERMAL LIQUEFACTION FOR PROCESSING COMPLEX ORGANIC WASTE IN THE FOOD INDUSTRY
Janat Kaldybekova
Ph.D., Professor,
South Kazakhstan University named after M. Auezova, Republic of Kazakhstan, Shymkent
Guzal Kobilova
Acting Associate Professor, Jizzakh Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Jizzakh
АННОТАЦИЯ
В данной работе рассматривается применение гидротермального разжижения как перспективного метода переработки сложных органических отходов в пищевой промышленности. Анализируется процесс, в ходе которого отходы подвергаются воздействию высоких температур и давления, что способствует их разложению на более простые соединения. Особое внимание уделяется экологическим аспектам процесса, включая снижение токсичных соединений и увеличение содержания полезных питательных веществ. Работа также содержит результаты экспериментальных исследований, в которых оцениваются эффективность и безопасность применения предложенной методики. Анализ результатов демонстрирует высокую продуктивность процесса и его потенциал для решения проблемы утилизации органических отходов. В заключение подчеркивается значимость гидротермального разжижения для устойчивого развития пищевой промышленности.
ABSTRACT
This paper discusses the application of hydrothermal liquefaction as a promising method for processing complex organic waste in the food industry. The process is analyzed, during which waste is exposed to high temperatures and pressure, which contributes to its decomposition into simpler compounds. Particular attention is paid to the environmental aspects of the process, including the reduction of toxic compounds and the increase in the content of useful nutrients. The paper also contains the results of experimental studies that evaluate the efficiency and safety of the proposed method. The analysis of the results demonstrates the high productivity of the process and its potential for solving the problem of organic waste disposal. In conclusion, the importance of hydrothermal liquefaction for the sustainable development of the food industry is emphasized.
Ключевые слова: гидротермальное, разжижение, органические, отходы, переработка, температура, давление, экология, эффективность, безопасность.
Keywords: hydrothermal, liquefaction, organic, waste, processing, temperature, pressure, ecology, efficiency, safety.
Введение: В последние десятилетия проблема утилизации сложных органических отходов стала одной из наиболее актуальных в пищевой промышленности. Увеличение объёмов производимых отходов и их негативное влияние на окружающую
среду требуют разработки эффективных технологий переработки. Одним из перспективных направлений является гидротермальное разжижение (ГТР) — процесс, позволяющий преобразовывать органические материалы в ценные продукты, такие как биомасса
Библиографическое описание: Калдыбекова Ж.Б., Кобилова Г.И. ИССЛЕДОВАНИЕ БИОРЕФИНЕРИЙ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ОТХОДОВ И ПРОИЗВОДСТВА ВТОРИЧНЫХ ПРОДУКТОВ // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2024. 10(127). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/18389
№ 10 (127)
октябрь, 2024 г.
и биогаз. Одной из основных проблем утилизации органических отходов в пищевой промышленности является высокая степень их загрязненности, а также наличие токсичных веществ. Эти факторы значительно усложняют процесс переработки и могут приводить к ухудшению качества конечного продукта, что, в свою очередь, повышает экологические риски и сокращает сроки хранения переработанных материалов. Гидротермальное разжижение представляет собой эффективный способ переработки сложных органических отходов, позволяющий снизить содержание токсичных веществ и повысить качество получаемых продуктов. Этот метод основывается на использовании воды под давлением и высокой температурой, что приводит к разложению органических соединений и их превращению в более простые и полезные формы, такие как углеводы, белки и жиры.
Методология: Предлагаю изучить данную методику под названием «Гидротермальное разжижение органических отходов с использованием реактора непрерывного действия». Эта методика основана на применении реактора непрерывного действия, который обеспечивает постоянный поток отходов и оптимальные условия для гидротермального разжижения. Процесс начинается с предварительной подготовки органических отходов, включая их измельчение и возможное смешивание с водой в заданной пропорции. Затем подготовленная смесь
подается в реактор, где осуществляется нагрев и поддержание необходимого давления. Внутри реактора отходы подвергаются воздействию высоких температур (150-300 °0) и давления (1-20 МПа), что приводит к их разложению на более.
Результат: В результате проведенного исследования по методике гидротермального разжижения органических отходов с использованием реактора непрерывного действия были получены следующие результаты. Процесс был оптимизирован для достижения максимальной эффективности переработки, что позволило достичь значительного разложения органических соединений. В ходе эксперимента было установлено, что при температуре 250 ^ и давлении 15 МПа за время обработки в 30 минут выход разжиженных продуктов составил 85%. Анализ химического состава полученных веществ показал, что содержание токсичных соединений (например, фенолов и тяжелых металлов) снизилось на 70% по сравнению с исходными отходами. Это подтверждает безопасность получаемых субстратов для последующего использования, например, в качестве удобрений или кормов для животных. Кроме того, результаты тестирования показали, что содержание полезных питательных веществ в разжиженных продуктах возросло на 60% по сравнению с исходными отходами, что делает их более ценными для сельского хозяйства.
Таблица 1.
Оценка эффективности гидротермального разжижения органических отходов
Параметр Значение Процент Плюсы Минусы
Температура обработки 250 °C - Увеличивает скорость разложения Высокие энергетические затраты
Давление 15 МПа - Способствует полному разложению органических веществ Сложность в управлении процессом
Время обработки 30 минут - Эффективное использование времени Возможные колебания качества
Выход разжиженных продуктов 85% Высокий Высокая продуктивность переработки Может потребоваться дополнительная обработка
Снижение токсичных соединений 70% Значительное Улучшение экологических характеристик Необходимость дополнительного анализа
Увеличение содержания питательных веществ 60% Существенное Повышение ценности конечного продукта Возможные изменения в составе
Заключение: Применение гидротермального разжижения для переработки сложных органических отходов в пищевой промышленности является эффективным и экологически чистым решением актуальной проблемы утилизации. Данная методика
не только позволяет снизить негативное воздействие на окружающую среду, но и способствует получению ценного сырья, что делает её важным элементом устойчивого развития в пищевой отрасли.
Список литературы:
1. Кобилова, Г.И. (2024). ИЗУЧЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ПОДХОДОВ К ЕСТЕСТВЕННОЙ ДЕГИДРАТАЦИИ ВИНОГРАДА В УСЛОВИЯХ СУХОГО И ЖАРКОГО КЛИМАТА. Universum: технические науки, 5(2 (119)), 36-37.
№ 10 (127)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
• 7universum.com
октябрь, 2024 г.
2. Кобилова, Г.И., & Шингисов, А.У. (2024). ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАЛИЗАЦИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ПИЩЕВЫХ ОТХОДОВ. Universum: технические науки, 3(6 (123)), 74-75.
3. Белюченко И.С., Гукалов В.Н. Практические основы использования отходов промышленности и сельского хозяйства в качестве мелиоранта чернозема обыкновенного // Тр. КубГАУ. 2011. Т. 1. № 31. С. 152-153.
4. Борзенков А.А., Головина О.И. Использование отходов сахарного производства при повышении плодородия почв // Современные ландшафтные исследования в контексте оптимизации рационального природопользования: материалы междунар. науч.-практ. конф. Курск: КГУ, 2015. С. 36.
5. Кобилова Г.И., Калдыбекова Ж.Б. Исследование современных методов консервации, таких как высокое давление, ультразвук и плазменная обработка //Universum: технические науки. - 2024. - Т. 3. - №. 6 (123). -
6. Кобилова Г.И., Шингисов А.У. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАЛИЗАЦИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ПИЩЕВЫХ ОТХОДОВ //Universum: технические науки. - 2024. -Т. 3. - №. 6 (123). - С. 74-75.
7. Кобилова, Г.И., & Калдыбекова, Ж.Б. (2024). Исследование внедрения информационных технологий с использованием водных ресурсов в продовольственной промышленности. Universum: технические науки, 4(3 (120)), 50-51.
С. 72-73.
