Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ ПИРОЛИЗА ДРЕВЕСИНЫ

Изобретение относится лесохимической промышленности, а именно, к способам применения жидких продуктов пиролиза древесного сырья и может быть использовано в сельском хозяйстве.

Силосование и сенажирование - основные методы консервирования объемистых кормов. Без силосования невозможно эффективное использование многих сельскохозяйственных и промышленных отходов.

Самым надежным и эффективным способом сохранения их протеиновой и энергетической питательности, а также биологической ценности является силосование слабопровяленных (влажность 60-70%) растений с применением химических консервантов. Перспективность этого способа консервирования трав обуславливается также высокой мобильностью и минимальной зависимостью их уборки от погодных условий.

Для силосования трав с химическими консервантами предложено множество способ и различных препаратов. Но в последние десятилетия в основном применяются препараты на основе муравьиной кислоты.

Известен препарат для консервирования трав на основе органических кислот, отличающийся тем, что для силосования слабопровяленных трав влажностью 60-70% препарат готовится на основе уксусной кислоты с примесью муравьиной кислоты с содержанием их по массе, %: уксусная - 85, муравьиная - 15 [Патент РФ №2332024. Опубл. 27.08.2008. Бюл. №24 (1)] (прототип). Недостатком которого является необходимость смешивания кислот в определенном соотношении.

Известно средство для консервирования кормов, содержащее муравьиную, уксусную и пропионовую кислоты, аминосодержащие органическое соединение и воду. В качестве аминосодержащего органического соединения оно содержит аминобактерин при следующем соотношении компонентов, мас. %: муравьиная кислота - 20,4-68,0, уксусная кислота - 6,0-28,9, пропионовая кислота - 6,6-27,2, аминобактерин - 5-30, вода - остальное [А.с. СССР №1727778. Опубл. 1992. Бюл. №15 (2)].

Известно средство для консервирования кормов из зеленых растений, содержащее кислотный компонент, хлористый натрий и воду. Средство дополнительно содержит белково-витаминный концентрат при следующих соотношениях компонентов, мас. %: кислотный компонент - 80-99, хлористый натрий - 0,5-2,0, белково-витаминный концентрат - 0,05-0,2, вода - остальное. В качестве кислотного компонента средство содержит муравьиную кислоту или смесь муравьиной, уксусной и пропиновой кислот при следующих соотношениях компонентов, мас. %: муравьиная кислота - 34-80, уксусная кислота - 9-34, пропионовая кислота - 11-32 [А.с. СССР №1725445 (3)].

Известна консервирующая смесь на основе органических кислот, содержащая в качестве органических кислот муравьиную и дегидрацетовую кислоты при следующем соотношении компонентов, мас. %: муравьиная кислота - 30-40, дегидрацетовая кислота - 70-60 [А.с. СССР №1386254. Опубл. 7.04.1988 Бюл. №13 (4)].

Препараты на основе муравьиной кислоты обладают высокой надежностью и консервирующей эффективностью. Но и они имеют недостатки. Основной из них состоит в том, что муравьиная кислота не используется жвачными животными в качестве высокоэнергетического источника питания. Муравьиная кислота из всех органических кислот обладает наиболее высоким бактерицидным действием в отношении гнилостных бактерий, представляющих наибольшую опасность при силосовании свежескошенных высокобелковых трав. Однако при силосовании в провяленном виде она по консервирующему действию не превосходит, а даже несколько уступает уксусной [Jung J. The effect of defferent silage additives. Wirtschaftseigene Futter, 1972, 18 (3), s. 178-185 (5)]. Преимущество уксусной кислоты заключается в том, что она на 95% используется жвачными животными в качестве высокоэнергетического источника питания [Курилов Н.В. Образование и всасывание ЛЖК при разном соотношении грубых и консервируемых кормов в рационах бычков. Доклады ВАСХНИЛ, 1979, №11, с. 34-36 (6)]. Но при силосовании высокобелковых трав в слабопровяленном виде гнилостные бактерии еще представляют большую опасность [Победнов Ю.А. Высококачественный силос из провяленных трав и приемы его получения. Труды ВНИИФБиП с.-х. животных, 2004. T. XV111, с. 367-376 (7)]. Поэтому следовало ожидать, что в качестве консерванта высокобелковых трав уксусная кислота должна обладать более высокой эффективностью в смеси с небольшим количеством муравьиной кислоты.

Большим резервом для производства биологически активных добавок и консервирующих препаратов служат отходы заготовки леса, а также продукты глубокой переработки древесного сырья. Изучение консервирующего действия жидких продуктов пиролиза древесины входило в задачу исследований.

При термической переработке древесины под действием нагревания происходит ряд сложных, последовательно и параллельно протекающих химических реакций. Характерными являются реакции образования из сложных веществ древесины более простых веществ, однако происходят и обратные процессы - образование из получающихся простых веществ более сложных (осмоление фенолов, альдегидов и другие реакции конденсации и полимеризации).

При сухой перегонке древесины получаются твердые, жидкие и газообразные продукты. Жидкие продукты пиролиза древесины выделяющиеся при разложении древесины известны под общим названием жижка (сырая жижка).

Сырая жижка имеет плотность 1,02-1,03 г/см³, содержит разнообразные органические вещества как растворимые, так и нерастворимые в воде. Некоторые из нерастворимых в воде веществ способны растворяться в жижке, другие находятся в ней в суспендированном состоянии в виде мельчайших взвешенных капелек.

Общая кислотность жижки (в пересчете на уксусную кислоту) 6,2-11,6%. В жижке содержится смесь кислот, % (от суммы кислот): муравьиной кислоты - 2-12; уксусной кислоты - 82-88; пропионовой кислоты - 3,5-4,5; масляной кислоты 1-3,3%. [Справочник лесохимика. Изд. «Лесная промышленность» М. 1974 с. 184-185 (8)].

Как следует из приведенных данных, жижка, наряду со слабыми органическими кислотами (уксусной и пропионовой), содержит и до 12% муравьиной кислоты, которая, являясь сильной органической кислотой, практически полностью диссоциирует на ионы и при сильной степени подкисления корма (рН=4,0-4,2). Данное обстоятельство имеет значение для быстрого создания в корме высокой концентрации водородных ионов, необходимой для обеспечения высокой консервирующей способности слабых органических кислот: уксусной и пропионовой.

В настоящее время в России успешно работают два завода с суммарной годовой производительностью 16 тысяч тонн древесного угля, суммарное количество получаемой при производстве древесного угля жижки составляет около 32,0 тыс. т в год, с помощью, которой можно законсервировать около 3 миллионов тонн растительного сырья.

Цель изобретения - разработка способа применения жидких продуктов пиролиза древесины (жижки) при силосовании слабопровяленных высокопротеиновых трав, обеспечивающего повышение энергетической питательности готового корма при снижении затрат и улучшение условий труда при обращении с ним.

Способ применения жидких продуктов пиролиза древесины заключается в использовании жижки в количестве 1-2% к массе при силосовании зеленой массы кормов.

Исследования по применению жидких продуктов пиролиза древесины (жижки) выполнены на Центральной экспериментальной базе ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт кормов им. В.Р. Вильямса».

Эффективность применения жижки выявляли в опытах по силосованию клевера лугового 2-го укоса с содержанием сухого вещества 14,7%. Сахаро-буферное отношение в растениях составляло 0,9.

Клевер силосовали обычным способом с внесением жижки, из расчета 1,0; 2,0; 3,0 и 4,0% к массе. Срок стабилизации корма в анаэробных условиях определяли по окончанию выделения из него газов.

Содержание сухого вещества в зеленой массе, силосе и сенажа определяли путем высушивания навесок до постоянного веса при температуре 105°C, содержание сахара - по методу Бертрана, вид и количество образовавшихся органических кислот - методом капиллярного электрофореза (Косолапов В.М. и др., 2011), буферная емкость - по методу Вайсбаха (Weissbach, 1992). Активную кислотность (рН) анализировали с помощью потенциометра И-500.

Результаты исследований представлены в табл. 1.

Табл. 1 - Объем выделившихся газов и биохимические показатели силоса из клевера лугового, приготовленного обычным способом и с различными дозами жижки.

На основании выполненных исследований можно сделать вывод, что резко (в 2,1 раза) сокращается объем выделившихся при силосовании газов уже при дозе 1,0% к массе, внесение жижки не приводит к ограничению молочнокислого брожения даже при внесении его в количестве 4,0% к массе. С этим и связано то, что по мере увеличения дозы внесения жижки активная кислотность корма постоянно возрастает. Что касается улучшения биохимических показателей полученного корма, то при внесении 1,0-2,0% жижки к зеленой массе она по своему консервирующему действию не отличается от действия уксусной кислоты (смеси кислот).

Выполненные исследования выявили высокие консервирующие свойства жижки (1,0-2,0% к массе) при силосовании высоковлажной несилосующейся зеленой массы клевера лугового 2-го укоса. Это свидетельствует о перспективности использования при силосовании жижки (жидких продуктов пиролиза древесины). Однако с учетом высоких бактерицидных свойств жижки еще большее применение она может найти при силосовании кукурузы в фазе восковой спелости для защиты корма от аэробной порчи при выемке из хранилища.

Источники информации:

1. Патент РФ №2332024. Опубл. 27.08.2008. Бюл. №24. (прототип).

2. А.с. СССР №1727778. Опубл. 1992. Бюл. №15.

3. А.с. СССР №1725445.

4. А.с. СССР №1386254. Опубл. 7.04.1988 Бюл. №13.

5. Jung J. The effect of defferent silage additives. Wirtschaftseigene Futter, 1972, 18 (3), s. 178-185.

6. Курилов H.B. Образование и всасывание ЛЖК при разном соотношении грубых и консервируемых кормов в рационах бычков. Доклады ВАСХНИЛ, 1979, №11, с. 34-36.

7. Победнов Ю.А. Высококачественный силос из провяленных трав и приемы его получения. Труды ВНИИФБиП с.-х. животных, 2004. T. XV111, c. 367-376.

8. Справочник лесохимика. Изд. «Лесная промышленность» М. 1974 с. 184-185.