doi: 10.24412/0044-3913-2023-3-36-40

УДК 631

А.Д. ГОРБЕНКО^1,2, специалист, лаборант (e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

М.А. КАПЛАН², кандидат технических наук, младший научный сотрудник

Е.П. СЕВОСТЬЯНОВА¹, младший научный сотрудник

Н.Е. ТИХОМИРОВ¹, младший научный сотрудник

В.М. АНДРЕЕВСКАЯ¹, младший научный сотрудник

Я.А. МОРОЗОВА¹, лаборант

А.С. БАИКИН², младший научный сотрудник

К.В. СЕРГИЕНКО², младший научный сотрудник

Е.О. НАСАКИНА², кандидат технических наук, старший научный сотрудник

А.В. КВИТКО¹, доктор юридических наук, ведущий научный сотрудник

М.А. СЕВОСТЬЯНОВ^1,2, кандидат технических наук, зам. директора

¹ Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии, ул. Институт, вл. 5, р.п. Большие Вяземы, Одинцовский р-н, Московская обл., 143050, Российская Федерация

² Институт металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова РАН, Ленинский проспект, 49, Москва, 119334, Российская Федерация

*работа выполнена в рамках реализации комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства, предусмотренного постановлением Правительства РФ от 09.04.2010 218 по теме «Высокотехнологичное производство грунтов методами инновационной переработки отходов» (Контракт  075-11-2021-059 от «24» июня 2021 г., идентификатор государственного контракта 000000S407521QL90002)

Исследования и разработка достаточно быстрых и коммерчески выгодных методов переработки органических отходов значительно продвинулись со второй половины XX в., когда их утилизацию стали рассматривать в качестве одного из средств борьбы с загрязнением окружающей среды и рационального использования ресурсов. Наиболее эффективными оказались методы активной биологической переработки, отличающиеся большей скоростью биоконверсии и качеством конечного продукта, по сравнению с аналогами, благодаря чему они получили широкое распространение в сельскохозяйственном секторе. Результаты анализа современных методов биоконверсии могут способствовать повышению экономической эффективности предприятий по переработке отходов. Исследования проводили с целью ознакомления с тенденциями применения и анализа особенностей активных методов биологической переработки с последующим выделением наиболее перспективных. Жидкофазные и твердофазные ферментационные методы, основанные на аэробных процессах, позволяют использовать широкий спектр органического сырья для производства лекарственных средств, удобрений и кормов. Возможность оптимизации параметров технологии под конкретное сырье способствует их распространению в хозяйственной деятельности регионов, невзирая на различия природных условий и ресурсов. В области повторного использования органической материи наиболее перспективны ферментативные и биогумусообразовательные (вермикомпостирование) методы. Ферментативная биоконверсия обладает значительным потенциалом в условиях продвижения «водородной энергетики». Фотоферментация и темное сбраживание, протекающие в аэробных и анаэробных условиях, позволяют не только перерабатывать органические отходы, но и производить топливо в виде биогаза, в том числе водорода.

Ключевые слова: биотопливо, биологическая переработка, биореактор, ферментация, биоконверсия.

Для цитирования: Обзор активных методов биологической переработки органических отходов / А. Д. Горбенко, М. А. Каплан, Е. П. Севостьянова и др. // Земледелие. 2023. ¹ 3. С. 36–40. doi: 10.24412/0044–3913–2023–3–36–40.

Review of active methods of biological processing of organic waste

A.D. Gorbenko^1,2, M.A. Kaplan², E.P. Sevost'janova¹, N.E. Tihomirov¹, V.M. Andreevskaja¹, Ja.A. Morozova¹, A.S. Baikin², K.V. Sergienko², E.O. Nasakina², A.P. Glinushkin¹, M.A. Sevost'janov^1,2

¹ All-Russian Research Institute of Phytopathology, ul. Institut, vl. 5, r.p. Bol'shie Vyazemy, Odintsovskii r-n, Moskovskaya obl., 143050, Russian Federation

² Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences, Leninskii prosp., 49, g. Moskva, 119334, Russian Federation

Abstract. Research and development of sufficiently fast and commercially viable methods of processing organic waste has advanced significantly since the second half of the 20th century, when their disposal began to be considered as one of the means of combating environmental pollution and rational use of resources. The most effective methods were active biological processing, characterised by a higher rate of bioconversion and the quality of the final product, compared with analogues, due to which they are widely used in the agricultural sector. The results of the analysis of modern methods of bioconversion can help to improve the economic efficiency of waste processing enterprises. The studies aimed to familiarise with the trends in the use and analysis of the features of active methods of biological processing, followed by the selection of the most promising ones. Liquid phase and solid phase fermentation methods based on aerobic processes make it possible to use a wide range of organic raw materials to produce medicines, fertilizers and feed. The possibility of optimising the technology parameters for a specific raw material contributes to their distribution in the economic activity of the regions, regardless of differences in natural conditions and resources. In the field of reuse of organic matter, the most promising are enzymatic and biohumus-forming (vermicomposting) methods. Enzymatic bioconversion has significant potential in the context of the promotion of "hydrogen energy". Photofermentation and dark fermentation, taking place under aerobic and anaerobic conditions, allow not only processing organic waste, but also producing fuel in the form of biogas, including hydrogen.

Keywords: biofuel; biological processing; bioreactor; fermentation; bioconversion.

Author Details: A.D. Gorbenko, lab. assist. (e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.); M.A. Kaplan, Cand. Sc. (Tech.), junior research fellow; E.P. Sevost'janova, junior research fellow; N.E. Tihomirov, junior research fellow; V.M. Andreevskaja, junior research fellow; Ja.A. Morozova, lab. assist.; A.S. Baikin, junior research fellow; K.V. Sergienko, junior research fellow; E.O. Nasakina, Cand. Sc. (Tech.), senior research fellow; A.V. Kvitko, D. Sc. (Yur.), leading research fellow; M.A. Sevost'janov, Cand. Sc. (Tech.), deputy director.

For citation: Gorbenko AD, Kaplan MA, Sevost'janova EP, et al. [Review of active methods of biological processing of organic waste Zemledelie]. 2023; (3): 36-40. Russian. doi: 10.24412/0044-3913-2023-3-36-40.