Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України

Встановлення впливу різних режимів аерації на технологічні показники ферментації відходів

Андрій Качур, Оксана Пилипчук
Завантажити статтю
Анотація

Метою роботи було встановлення оптимальної кратності механічного перемішування субстрату для інтенсифікації біотермічних процесів, активізації мікробіологічної діяльності та підвищення ефективності біоконверсії органічної маси. Дослідження проводили в умовах дослідного господарства із використанням органічних відходів рослинного походження та біодеструктора «Унікал-с». У процесі дослідження вивчали вплив аерації на температурний режим та зміну вологості компостної маси упродовж 150 діб ферментації. Для цього використовували різні режими механічного перемішування: один раз на 3, 5, 7 та 10 діб. Температуру компосту контролювали щодоби, а вміст вологи визначали один раз на 5 діб згідно чинних стандартів. Встановлено, що застосування регулярної аерації сприяло інтенсивнішому перебігу біотермічних процесів у відходах сої та зіпсованому силосі кукурудзи. Найвищі температурні показники були зафіксовані у варіантах із механічним перемішуванням один раз на 3 доби. Температура у відходах сої досягала 62 °С, а у зіпсованому силосі кукурудзи – 66 °С, що свідчило про активний розвиток термофільної мікрофлори та інтенсивне розкладання органічної речовини. Виявлено, що частіше перемішування забезпечувало триваліше утримання термофільної фази ферментації та сприяло ефективнішому зниженню вологості субстрату. Доведено, що аерація один раз на 3-5 діб забезпечувала найкращі технологічні показники ферментації та сприяла інтенсифікації біоконверсії органічних відходів. Отримані результати можуть бути використані для удосконалення технологій компостування рослинних відходів та підвищення ефективності ферментаційних процесів у сільському господарстві

Ключові слова

аерація; компостування; відходи сої; біодеструктор; температура компосту; вологість; біоконверсія

ЦИТУВАТИ
Kachur, A., & Pylypchuk, O. (2026). Determining the effect of different aeration regimes on technological parameters of waste fermentation. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 22(3),199-212. https://doi.org/10.31548/dopovidi/3.2026.199
Використані джерела
  1. Arriola, K.G., Kim, S.C., & Adesogan, A.T. (2011). Effect of applying inoculants with heterolactic or homolactic and heterolactic bacteria on the fermentation and quality of corn silage. Journal of Dairy Science, 94, 1511-1516. doi: 10.3168/jds.2010-3807.
  2. Asghar, A., Afzaal, M., Nosheen, F., Saeed, F., Nayik, G.A., Al-Farga, A., Alansari, W.S., Eskandrani, A.A., & Shamlan, G. (2022). Isolation and molecular characterization of processed soybean waste for the development of synbiotic yogurt. Fermentation, 8(11), article number 622. doi: 10.3390/ fermentation8110622.
  3. Atauzzaman, M., & Bari, Q.H. (2023). Effect of passive and forced aeration on composting of market solid waste. In Organic fertilizers – new advances and applications (pp. 149-162). London: IntechOpen. doi: 10.5772/intechopen.1001328.
  4. Chang, C.-T., Negi, S., Rani, A., Hu, A.H., Pan, S.-Y., & Kumar, S. (2022). Food waste and soybean curd residue composting by black soldier fly. Environmental Research, 214(1), article number 113792. doi: 10.1016/j.envres.2022.113792. 
  5. Costa, D.M., Carvalho, B.F., de Souza, V.C., Pereira, M.N., & da Silva Ávila, C.L. (2023). Particle size and storage length affect fermentation and ruminal degradation of rehydrated corn grain silage. Archives of Animal Nutrition, 77(3), 245-259. doi: 10.1080/1745039X.2023.2219177.
  6. DSTU OIML R 133:2019. Glass liquid-filled thermometers (OIML R 133:2002, IDT). (2019). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=89199.
  7. ISO 6496:1999. Animal feeding stuffs – determination of moisture and other volatile matter content. (1999). Retrieved from https://www.iso.org/standard/12871.html.
  8. Keng, Z.X., Tan, J.J.M., Phoon, B.L., Khoo, C.C., Khoiroh, I., Chong, S., Supramaniam, C., Singh, A., & Pan, G.-T. (2023). Aerated static pile composting for industrial biowastes: From engineering to microbiology. Bioengineering, 10(8), article number 938. doi: 10.3390/bioengineering10080938.
  9. Mitiohlo, L.V., Merzlov, S., & Merzlova, H. (2023b). Indicators of spoiled corn silage during its fermentation with different doses of biodestructor. Scientific Progress & Innovations, 26(3), 76-80. doi: 10.31210/spi2023.26.03.14.
  10. Mitiohlo, L.V., Merzlov, S.V., Merzlova, H.V., & Babenko, S.P. (2023a). The content of micro-elements in fermented corn silage and alfalfa sayage. Scientific and Technical Bulletin оf State Scientific Research Control Institute of Veterinary Medical Products and Fodder Additives аnd Institute of Animal Biology, 24(1), 88-97. doi: 10.36359/scivp.2023-24-1.13.
  11. Nasir, M., Rauf, R., Liaqat, I., Tuseef, M., Abbas, S., & Kordor, W.G. (2025). Utilization of food industry byproducts in functional foods. In S.H. Farooqi, K. Kholik & M.A. Zaman (Eds.), One health horizons: Integrating biodiversity, biosecurity, and sustainable practices (pp. 80-87). Faisalabad: Unique Scientific Publishers. doi: 10.47278/book.HH/2025.299.
  12. Panda, S., & Jain, M.S. (2025). A systematic review of prevalent soy waste management techniques. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 212, article number 115305. doi: 10.1016/j.rser.2024.115305. 
  13. Patel, K.K., Baghel, S.S., Agrawal, S.B., Rai, H.K., Sahu, R.K., Singh, U., Shah, A.K., & Priya. (2025). Enriched vermicompost made through bio waste of soybean stover (dry matter) and fresh cow dung using earthworms (Eisenia fetida spp.). Asian Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 11(1), 165-172. doi: 10.9734/AJSSPN/2025/v11i1471.
  14. Raut, M.P., Prince William, S.P.M., Bhattacharyya, J.K., Chakrabarti, T., & Devotta, S. (2008). Microbial dynamics and enzyme activities during rapid composting of municipal solid waste – a compost maturity analysis perspective. Bioresource Technology, 99(14), 6512-6519. doi: 10.1016/j. biortech.2007.11.030.
  15. Sánchez-Monedero, M.A., Cayuela, M.L., Roig, A., Jindo, K., Mondini, C., & Bolan, N.S. (2018). Role of biochar as an additive in organic waste composting. Bioresource Technology, 247, 1155-1164. doi: 10.1016/j.biortech.2017.09.193.
  16. Santi, G., Proietti, S., Moscatello, S., Stefanoni, W., & Battistelli, A. (2015). Anaerobic digestion of corn silage on a commercial scale: Differential utilization of its chemical constituents and characterization of the solid digestate. Biomass and Bioenergy, 83, 17-22. doi: 10.1016/j. biombioe.2015.08.018.
  17. Sundberg, C. (2005). Improving compost process efficiency by controlling aeration, temperature and pH. (Doctoral dissertation, Swedish University of Agricultural Sciences, Uppsala, Sweden). 
  18. Tang, Y., Lu, G., Zhao, H., Li, L., Liao, C., Wang, P., Zhang, Y., Zhang, M., Li, P., & Gou, W. (2025). Effect of distillery spent wash utilization on maize silage fermentation and quality. Animals, 15(21), article number 3146. doi: 10.3390/ani15213146.
  19. Usman, M., Li, Q., Luo, D., Xing, Y., & Dong, D. (2025). Valorization of soybean by-products for sustainable waste processing with health benefits. Journal of the Science of Food and Agriculture, 105, 5150-5162. doi: 10.1002/jsfa.13999.
  20. Volkogon V.V., M’iagka M.V., Dimova S.B., Derkach S.M., Pyrig O.V., & Lutsenko N.V. (2019). Influence of introduction of cellulosolitic microorganisms on microbiocenosis in conditions of a composting of a poultry excreta. Bulletin of Agricultural Science, 97(5), 53-64. doi: 10.31073/agrovisnyk201905-07.
  21. Waqas, M., Hashim, S., Humphries, U.W., Ahmad, S., Noor, R., Shoaib, M., Naseem, A., Hlaing, P.T., & Lin, H.A. (2023). Composting processes for agricultural waste management: A comprehensive review. Processes, 11(3), article number 731. doi: 10.3390/pr11030731.
  22. Wilkinson, J.M., Bolsen, K.K., & Lin, C.J. (2015). History of Silage. In D.R. Buxton, R.E. Muck & J.H. Harrison (Eds.), Silage science and technology (pp. 1-30). doi: 10.2134/agronmonogr42.c1.
  23. Zhou, P., Wu, G., Luo, X., Ma, Y., Guan, K., Pang, H., Tan, Z., Zhang, S., & Wang, L. (2025). Comprehensive evaluation of agricultural residues corn stover silage. Agriculture, 15(13), article number 1362. doi: 10.3390/agriculture15131362.