Обзор основных особенностей переработки агропромышленных отходов | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 22 июня, печатный экземпляр отправим 26 июня.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Научный руководитель:

Рубрика: Сельское хозяйство

Опубликовано в Молодой учёный №52 (499) декабрь 2023 г.

Дата публикации: 29.12.2023

Статья просмотрена: 77 раз

Библиографическое описание:

Рахманов, Н. И. Обзор основных особенностей переработки агропромышленных отходов / Н. И. Рахманов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2023. — № 52 (499). — С. 62-65. — URL: https://moluch.ru/archive/499/109760/ (дата обращения: 14.06.2024).



В работе рассматриваются основные типы отходов, структура, основные особенности появления, а также утилизации отходов современного агропромышленного комплекса, основные возможности и области их использования в ходе дальнейшей переработки и получения композитных материалов.

Ключевые слова: отходы, агропромышленный комплекс, сельское хозяйство, растениеводство, пищевая и перерабатывающая промышленность, переработка, полимерные технологии.

The paper considers the main types of waste, the structure, the main features of the formation and about disposal of waste of the modern agro-industrial complex in Russia and abroad, the main possibilities of their use in the course of further processing and production of composite materials.

Keywords: waste, agro-industrial complex, agriculture, crop production, food and processing industry, processing, polymer technologies.

Обзор отходов агропромышленного комплекса включает в себя анализ различных видов отходов, их характеристики, проблемы управления ими, а также возможные пути их переработки и утилизации. Важно отметить, что подход к управлению отходами может различаться в зависимости от региона, типа сельскохозяйственной деятельности и уровня технологической развитости. [1–3]

В статье представлены:

— Анализ работ исследователей в области полимерных композитов, который определил научную проблему и направления исследований;

— Исследование различий в методах переработки отходов агропромышленного комплекса в России и за рубежом.

Виды отходов:

Растительные отходы: Сюда входят остатки после уборки урожая, побочные продукты обработки сельскохозяйственных культур.

Животные отходы: К ним относятся навоз, умершие животные, органы, не предназначенные для продажи.

Упаковочные материалы: Пластик, бумага, картон, металл и другие материалы, используемые для упаковки сельскохозяйственной продукции.

Проблемы управления отходами в агропромышленном комплексе:

Экологические проблемы: Неправильная утилизация отходов может привести к загрязнению почвы и водных ресурсов.

Экономические потери: Неконтролируемое сбрасывание отходов может привести к убыткам из-за потери ценных ресурсов, таких как органическое удобрение.

Здоровье человека и животных: Неконтролируемые отходы могут представлять угрозу для здоровья человека и животных.

Возможные решения и направления:

Переработка: Разработка и внедрение технологий по переработке отходов в полезные продукты, такие как биогаз, компост, биоуголь и т. д. [4]

Утилизация: Использование современных методов утилизации, включая термическую и биологическую обработку. [4]

Управление упаковочными материалами: Развитие более устойчивых упаковочных материалов и их утилизация. [4]

Отходы производства в сельском хозяйстве и смежных отраслях играют важную роль в экологическом и экономическом контексте. Вот несколько ключевых аспектов работы с отходами АПК в России: [1]

  1. Объемы отходов: Ежегодно в АПК России генерируется огромное количество отходов, превышающее 770 миллионов тонн. Это включает в себя твердые отходы, такие как пищевая упаковка, а также отходы от лесотехнической отрасли и деревообрабатывающей промышленности. [1]
  2. Твердые отходы: Около 90 миллионов кубических метров отходов представляют собой твердые материалы, такие как бумага, картон, полимеры и другие пищевые упаковочные материалы. [1]
  3. Отходы растениеводства: Отрасли растениеводства формируют разнообразные отходы, такие как солома, лузги различных культур, стержни початков кукурузы и стебельная масса сорго. [1]
  4. Утилизация и переработка: Одной из основных проблем является способность утилизировать и перерабатывать эти отходы. Некоторые отходы, такие как солома, часто просто сжигаются или запахиваются в почву. [1]

Диаграмма структуры образования отходов растениеводства

Рис. 1. Диаграмма структуры образования отходов растениеводства

Общие посевные площади сельскохозяйственных культур в России — одни из крупнейших в мире, но в силу низкой урожайности наша страна отстает в разы по валовому объему производства основных сельскохозяйственных культур от мировых лидеров — США и Китая. Данные представлены в табл. 1.

Таблица 1

Данные по странам с площадями и урожайностью за 2018 и 2021 годы

Страна

Площадь, млн га

Урожайность, ц/га (2018)

Урожайность, ц/га (2021)

Россия

79,3

23,7

-

США

56,5

72,5

72,5

Китай

>80

58,1

58,1

Германия

-

39,5

39,5

Канада

-

39,5

39,5

Япония

-

60,2

60,2

Бразилия

-

-

-

Индия

-

228

228

Такая таблица помогает сравнить посевные площади, урожайность и валовой объем различных стран, выявив отличия между Россией, США, Китаем и другими странами по ключевым сельскохозяйственным параметрам. [5–9]

В ходе обзора основных отходов растительного происхождения были выделены следующие конкретные виды, примеры и способы переработки, представленные в табл. 2.

Таблица 2

Обзор основных отходов агропромышленного производства

Вид растительных отходов

Примеры

Способы переработки

Солома

Остатки после уборки зерновых культур

Производство биоугля, компостирование, производство биогаза

Листья и побеги

Остатки после обрезки растений

Компостирование, использование в качестве мульчи, биотопливо

Остатки овощей и фруктов

Нераспроданные или испорченные продукты

Производство биогаза, компостирование, производство биоэнергии

Обрезки виноградных лоз

Остатки после обрезки виноградных лоз

Производство биоугля, компостирование, использование в сельском строительстве

Остатки кукурузы

Стебли, листья и початки после уборки

Производство биогаза, компостирование, использование в кормовой отрасли

Плодоножки томатов

Остатки после сбора томатов

Производство биогаза, компостирование, производство органических удобрений

Остатки подсолнечника

Стебли и листья после уборки семян

Производство биоугля, компостирование, производство биогаза, использование в производстве масла

Остатки ячменя

Солома и остатки после уборки

Производство биоугля, компостирование, производство биогаза, использование в качестве корма для животных

Остатки риса

Солома и остатки после уборки

Производство биоугля, компостирование, производство биогаза, использование в производстве энергии

Остатки льна и конопли

Волокна и части растения после уборки

Производство биоугля, компостирование, использование в текстильной и строительной промышленности, производство биогаза

Экономически целесообразным решением в масштабе страны является организация сбора и переработки пластмассовых отходов в новые изделия для промышленности, строительства, сельского хозяйства и домашнего обихода. [12]

Однако в АПК Российской Федерации до сих пор не решены вопросы сбора и первичной переработки ценных вторичных материалов. Эти функции могли бы принять на себя предприятия технического сервиса АПК. [4]

Основные методы переработки представлены в табл. 3.

Таблица 3

Основные методы переработки, применяемые в мировой индустрии

Метод переработки

Описание

Компостирование

Процесс разложения органических отходов в компосте, который может быть использован в сельском хозяйстве для улучшения почвы.

Биогазовые установки

Превращение органических отходов в биогаз (метан), который может быть использован для производства энергии.

Переработка биомассы

Производство топлива или других продуктов из биомассы, такой как солома, древесина, и другие органические материалы.

Вермикомпостирование

Использование червей для разложения органических материалов, создание высококачественного удобрения (вермикомпоста).

Пиролиз

Термический процесс, при котором органические материалы разлагаются под воздействием высоких температур и отсутствия кислорода. Может использоваться для производства топлива.

Рециклинг пластика и бумаги

Механическая или химическая обработка использованных пластиковых и бумажных материалов для производства новых продуктов.

Энергетическое использование

Использование отходов для производства энергии, как например, сжигание биомассы для генерации электроэнергии.

Энергетическое использование с биогенерацией

Производство энергии из биомассы, включая сельскохозяйственные отходы. Биогенерация может включать сжигание, газификацию или биогазовые установки.

Рециклинг металлических отходов

Сбор, переработка и повторное использование металлических материалов, которые могут быть найдены в агропромышленных отходах (например, металлические конструкции, оборудование).

Переработка древесных отходов

Производство древесных пеллет, древесной муки или других продуктов из древесных отходов, таких как сучья, опилки или обрезки.

Гидротермальная обработка

Процесс обработки органических отходов водой при повышенном давлении и температуре, что может привести к получению биоэнергии или биопродуктов.

Термохимическая конверсия

Процессы, такие как газификация, пиролиз и гидролиз, которые преобразуют органические отходы в топливо или химические продукты.

Сжигание с использованием высокоэффективных технологий

Процессы сжигания отходов, осуществляемые с использованием высокоэффективных систем фильтрации и очистки, чтобы минимизировать выбросы вредных веществ.

Литература:

  1. Стребков Д. С., Тихомиров А. В., Харченко В. В. Проект энергетической стратегии сельского хозяйства России // Техника и оборудование для села. — 2009. — № 2. — С. 12–15.
  2. Сельское хозяйство в России. 2021: Стат.сб./Россстат — С 29 М., 2021. — 100 с.
  3. Инновационное развитие агропромышленного комплекса в России. Agriculture 4.0 [Текст]: докл. к XXI Апр. междунар. науч. конф. по проблемам развития экономики и общества, Москва, 2020 г. / Н. В. Орлова, Е. В. Серова, Д. В. Николаев и др.; под ред. Н. В. Орловой; Нац. исслед. ун-т «Высшая школа экономики». — М.: Изд. дом Высшей школы экономики, 2020. — 128 с. — ISBN 978–5–7598–2178–6 (в обл.). — ISBN 978–5–7598–2075–8 (e-book).
  4. Прогноз научно-технологического развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на период до 2030 года / Минсельхоз России; Нац. исслед. ун-т «Высшая школа экономики». — М.: НИУ ВШЭ, 2017. — 140 с. — 300 экз. — ISBN 978–5–7598–1561–7 (в обл.).
  1. Bernard A., Buonsante V. (2017) Keeping it clean: how to protect the circular economy from hazardous substances. European Environmental Bureau. Belgium.
  2. Adeoye, P; Adebayo, S. and Musa, J. Agricultural post-harvest waste generation and management for selected crops in Minna, Niger State Nigeria. Journal of Applied Sciences in Environmental Sanitation. l 6 (4).
  3. Composting of Agricultural Waste in Denmark — In Respect of Potential, Iodostrial Process Technology and Environmental Considerations. MOGENS HEDEGAARD- Project manager. M.Sc. I. KRÜGER AS — Sofiendalsvej 88 DK- 9200 Aalborg
  4. ALBRECHTSEN, D. G. & BECKER, E. M. 2017. Mindre madspild fra hav til bord — en forundersøgelse, Teknologisk Institut.
Основные термины (генерируются автоматически): отход, производство биогаза, производство биоугля, Россия, агропромышленный комплекс, компостирование, материал, производство энергии, сельское хозяйство, Китай.


Ключевые слова

сельское хозяйство, агропромышленный комплекс, отходы, растениеводство, переработка, пищевая и перерабатывающая промышленность, полимерные технологии

Похожие статьи

Задать вопрос