Доктор биологических наук, профессор Рабинович Г.Ю.,

младший научный сотрудник Мартьянова И.А.

ФГБНУ «Всероссийский НИИ мелиорированных земель», Россия

Результаты Скрининга

различных ферментационных процессов

по динамике форм азота

ФГБНУ ВНИИМЗ осуществляет разработки биотехнологий, в основе которых лежат процессы ферментации органических ресурсов. С целью контроля производства и необходимости оценки глубины преобразований исходных смесей течение процессов ферментации тестируется, в том числе на химические показатели, в первую очередь на содержание азота, что особенно важно, если продукцией являются удобрения. Целесообразно проведение такого контроля в условиях скрининга, особенно если процессы существенно различаются по уровню масштабирования, что и было выполнено нами на примере получения двух видов биоудобрений КМН и БиГуЭм.

В производственном процессе получения КМН содержание Nобщ. в ферментируемой массе спустя 24 ч. возрастало примерно в 1,5 раза (рис. 1). В дальнейшем его постепенный прирост продолжался. Отметим также, что спустя 12 суток (через 72 ч после выгрузки КМН из ферментера) количество общего азота показывало тенденцию к увеличению, свидетельствуя о недостатке времени, необходимом для стабилизации удобрения.

Прирост нитратов (примерно в 12 раз) в процессе получения КМН спустя сутки ферментации свидетельствовал о высокой активности окислительных процессов (рис. 1) и об эффективности вентиляции ферментера, отражая в целом тенденцию экспрессного распада исходной смеси. В процессе ферментации содержание нитратов постепенно снижалось. Всплеск содержания NО₃ обнаружили только спустя 168 ч от начала ферментативного процесса, что может оказаться ошибкой определения (однако наблюдение было сделано в двух процессах ферментации). Вместе с тем замеченное наблюдение соответствует увеличенному содержанию общего азота накануне (предыдущие отборы спустя 144 ч от начала ферментации).

Рисунок 1 – Динамика форм азота в процессе получения КМН

Параллельно с исследованием процесса ферментации при получении КМН по динамике форм азота исследовали лабораторный процесс ферментации, обеспечивающий получение нового биоудобрения БиГуЭм. В отличие от процесса получения КМН исходный образец при получении БиГуЭм дополнительно обрабатывался раствором щелочи КОН, поэтому уже в исходной смеси содержание Nобщ. было существенно выше, ~ в 1,5 раза (рис. 2), чем при производстве КМН (рис. 1). Количество общего азота при получении БиГуЭм уже в исходной смеси достигло той же величины, что и при получении КМН – спустя 24 ч от начала ферментативного процесса (2,73 и 2,74). Однако впоследствии все изменилось: содержание Nобщ. на протяжении всего процесса получения БиГуЭм не превышало величину 2,5, а в процессе получения КМН практически постоянно держалось на уровне 3,0 и выше.

Рисунок 2 – Динамика форм азота в процессе получения БиГуЭм

Именно в производственном процессе при получении КМН выявлялось сравнительно большее количество нитратов (рис. 1), достигающее спустя 24 ч ферментации величины 187,1 мг/кг. В то же время в процессе получения БиГуЭм содержание нитратов, достигшее величины 36,26 мг/кг, после применения приема ощелачивания далее по процессу неуклонно снижалось (рис. 2). Безусловно, что все эти наблюдения связаны с различием в интенсивности процессов. Производственные процессы, даже если раскручиваются медленно, по эффективности обычно превышают лабораторные. Вместе с тем надо иметь в виду, что процесс получения БиГуЭм имеет существенные различия с процессом получения КМН в связи с применением приема ощелачивания, а также вследствие различий в температурном режиме и режиме барботирования.

Итак, между двумя сравниваемыми процессами имеются вполне определенные отличия по физико-химическим параметрам, что обусловлено, во-первых, различиями в технологических приемах, в уровне масштабирования производства, во-вторых, отличиями в физико-химических режимах его проведения.