فى هذا الكتيب نتعرف على
- تحويل مخلفات الريش إلى سماد
- تحويل مخلفات الريش إلي بلاستيك قابل للتحلل
- وحدات البيوجاز و التخمير اللاهوائي
- استخدام زرق الدواجن كسماد للتربة (كومبوست)
مقدمة
تنمو صناعة الدواجن فى مصر بسرعة كبيرة وتساهم في تحقيق أهداف التنمية ، بالإضافة إلى ذلك ، في تحسين مستوى المعيشة وخلق فرص عمل، ولكن المشكلة التي تصاحب إنتاج الدواجن هي المخلفات و السماد الذي يجب التخلص به بطريقة امنة ، حيث يمكن أن يصبح العلاج غير المناسب أو التخلص منه بطريقة خاطئة خطر على البيئة والبشر.
تنقسم مخلفات الدواجن الى
تنقسم مخلفات مزارع الدواجن التالية المسؤولة بشكل أساسي عن التلوث البيئي:
1- ريش الدواجن
2- اعضاء او اجزاء الدواجن
3- فضلات الدواجن / زرق الدواجن
تركيب الريش
يحتوي ريش الدجاج على عناصر غذائية تقارب 91٪ بروتين (كيراتين) و 1٪ دهون و 8٪ ماء. يتكون تسلسل الأحماض الأمينية بشكل أساسي من السيستين والجلوتامين والبرولين والسيرين. ومع ذلك ، فإن مادة الهيستيدين والليسين والتربتوفان وحمض الجلوتاميك والجليسين غائبة تقريبًا. السيرين (16٪) هو أكثر الأحماض الأمينية وفرة في ريش الدجاج .الكيراتين عبارة عن بروتينات غير قابلة للذوبان موجودة في الريش والصوف والحوافر والقشور والشعر والأظافر (الكيراتين الصلب) وأيضًا في الطبقة القرنية (الكيراتين الرخوة) ).هذه البروتينات المحددة التي تنتمي إلى مجموعات البروتينات الصلبة هي مركبات شديدة المقاومة للإجراءات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية. الاستقرار الميكانيكي والمقاومة العالية للتحلل البروتيني للكيراتين يرجع إلى وجود روابط ثاني كبريتيد ، روابط هيدروجينية ، روابط ملح ، وروابط عرضية
الاستفادة من الريش
تحويل مخلفات الريش الي سماد بواسطة الكمر (composting)
حيث يتم ذلك بالخطوات الاتية :
- جمع مخلفات الريش وغسلها جيدًا لإزالة الدم وأي عوالق اخري ثم تجفيف الريش تماما .
- حفر حفرة صغيرة ابعادها (106.7 سم × 76.2 سم × 61 سم) لدفن مخلفات الريش مع مراعاة استخدام ورق البولي ايثيلين (مشمع ) لتبطين الحفرة وتغطية المخلفات لضمان عزلها عن التربة .
- يتم فتح الحفرة كل 10 أيام لمعرفة حالة التحلل التي تم الوصول اليها وللتحكم في درجة حرارة كومة الريش المدفونة في التربة.
- بعد مرور ثلاثة أشهر، يتم فتح الحفرة و إخراج المواد المتحللة وتجفيفها بأشعة الشمس لمدة 7 أيام للحصول على مخلفات الريش المتحللة في صورتها النهائية وتكون بنية اللون.
- ثم يتم سحقها وتمريرها من خلال غربال 0.5 مم وتكون هذه المادة جاهزة لإستخدامها كسماد في التربة .
- بتطبيق هذه الطريقة أمكن الحصول علي سماد من مستخلص الريش يحتوي على كمية أعلى من المواد العضوية (35.9٪) والنيتروجين الكلي (4٪).
- لوحظ في النباتات المسمدة بمستخلص الريش المتحلل (كومبوست الريش) ان لون النباتات كان أكثر اخضرارًا. كما ادي الي زيادة في ارتفاع النبات (سم / نبات) ، وعدد الورقات لكل نبات و زيادة وزن النباتات (جم / نبات) بشكل معنوي بمعدل 12 طن / هكتار بسبب استخدام (كومبوست الريش) كسماد للتربة.
- وجد ان معالجة مخلفات الريش باستخدام طريقة الكمر وتحويلها الي سماد هو طريقة صديقة للبيئة وفعالة اقتصاديا كما انها تلعب دورا هاما في اعادة المغذيات وخصوصا النيتروجين من الريش الي التربة .
التحلل الكيميائي
يمكن استخدام كيراتين ريش الدجاج عند معالجته بالجير (هيدروكسيد الكالسيوم) للحصول على منتج سائل غني بالأحماض الأمينية والببتيدات المتعددة ، كمكمل غذائي للحيوانات. في درجات حرارة عالية (150 درجة مئوية) ، يذوب 80٪ من كيراتين الريش في غضون 25 دقيقة.
ومع ذلك ، يلزم وقت تفاعل أطول نسبيًا (300 دقيقة) في درجات حرارة معتدلة (100 درجة مئوية( .
بعد 3 ساعات من التحلل المائي عند 150 درجة مئوية ، يتم هضم 95٪ من كيراتين الريش. في ظل الظروف الموصى بها (100 درجة مئوية ، 300 دقيقة ، 0.1 جم Ca (OH) 2 / جم ريش جاف) ، بعد معالجة الجير ، يمكن استرداد حوالي 54٪ من الكالسيوم عن طريق الكربنة.
الوقود الحيوي
تتم معالجة مخلفات المجازر مثل الريش والدم والأحشاء واستخدامها كمصادر علف حيوانية عالية البروتين أو كسماد بسبب محتواها العالي من النيتروجين.
وتشير التقديرات إلى أن هذه المخلفات تحتوي على ما يصل إلى 12 في المائة من الدهون. يتم إنتاج الوقود الحيوي في المقام الأول باستخلاص الدهون من مسحوق الريش في الماء المغلي (70 درجة مئوية) ثم تحويله إلى وقود حيوي باستخدام البوتاسيوم والنيتروجين والميثان ؛ يتم إنتاج 7-11٪ وقود حيوي (على أساس جاف) في هذه العملية. أكد التحليل أن الوقود الحيوي من مسحوق الريش ذو نوعية جيدة بالمقارنة مع الوقود الحيوي الآخر المصنوع من المخلفات الاخري.
البلاستيك القابل للتحلل
يتم تحويل ريش الدواجن أيضًا إلى مواد بلاستيكية قابلة للتحلل الحيوي من خلال عملية تسمى البلمرة.
في هذه العملية ، يتم تحويل الريش الذي يحتوي على بروتين الكيراتين إلى مسحوق ناعم.
تُستخدم المواد الكيميائية التي تجعل جزيئات الكيراتين تتحد معًا لتشكيل سلاسل طويلة (البلمرة). يتم تشكيلها في أشكال مختلفة عند تسخينها عند 170 درجة مئوية.
يمكن تعميم هذه اللدائن الحرارية لتصنيع جميع أنواع المنتجات ، من الأكواب والأطباق البلاستيكية إلى الأثاث.
السماد
يتم انتاج سماد نيتروجين بطيء التحلل من ريش الدواجن.
في هذه المحاولة ، يتم تعديل بنية ألياف الكيراتين عن طريق التحلل المائي بالبخار لمدة 12 أسبوعًا لكسر روابط ثاني كبريتيد ، والتحلل المائي الأنزيمي بواسطة Bacillus licheniformis لكسر روابط البولي ببتيد والتحلل المائي بالبخار (التعقيم بالبخار) لتحسين عملية تحول الريش الي سماد.
الاستفادة من زرق الدواجن
وحدات البيوجاز والتخمير اللاهوائي
إحدى الطرق الواعدة لإدارة فضلات الدواجن و استعادة الطاقة هي إنتاج الغاز الحيوي من خلال الهضم اللاهوائي.
ومن اهم مميزاتها
- توفير مصدر طاقة جديد ومستمر للاستهلاك المنزلي
- تحسين خواص التربة من خلال توفير سماد عضوي عالي الجودة
- نموذج بيئي يمكن تطبيقه علي مستوي القري والمستوي الاوسع لرفع المستوي الاقتصادي والمحافظة علي البيئة .
- رفع وعي المجتمع بأهمية وقيمة المخلفات والاسمدة العضوية .
التخمير اللاهوائي
إن المحتوى العالي من المواد العضوية القابلة للتحلل الحيوي لزرق الدجاج هو ركيزة مثيرة جدًا للاهتمام بالنسبة إلى الهضم اللاهوائي للمواد.
يتميز زرق الدجاج بأن محتواه من المواد العضوية الجافة يتراوح من 63 إلى 80٪ من إجمالي المواد الصلبة
- إنتاج الغاز الحيوي: 250-450 م 3 / ملجم و 60٪ كجم من محتوي الميثان في الغاز الحيوي.
- تفاعل التخمير اللاهوائي يعتمد على عوامل مختلفة مثل درجة الحرارة والخلط وفترة التفاعل والمواد الخام والكمية.
- تفاعل التخمير الأمثل للحصول على أقصى قدر من الغاز يتطلب الظروف المناسبة والقضاء على الآثار السلبية الخارجية مثل الشوائب الخارجية ، والتلوث بالجو ، والغبار ، وتسرب المياه من البيئة. تم إجراء خزان تفاعل التخمير في خزان 0.5 م 3
وحدة البيوجاز
تتكون وحدة البيو جاز من اربعة اجزاء رئيسية.
1- المخمر او المهضوم
2- خزان الغاز.
3- حوض التغذية بالروث والمواد الخام (حوض الدخول)
4- حوض خروج السماد العضوى (حوض الخروج)
صورة توضح خزان التخمير لضمان الظروف اللاهوائية
- تم خلط روث الدواجن بالماء بمعدل1 / 6.5 تم خلط 50 كجم من السماد الطبيعي و 325 كجم من الماء وملء الخزان.
- محتوى الميثان المتوقع حوالي 62٪ الغاز الحيوي الذي تنتجه سماد الدواجن .
خط لاختبار كمية الغاز المنتجة
- المنتج النهائي لـعملية التخمير هو السماد الجاهز للاستخدام في حقول المزرعة. حيث تم تكوين حوالي 47.5 كجم ، تم استخدام زرق الطيور للحصول على طاقة بديلة مصدرها الغاز الحيوي
- – بالإضافة إلى ذلك، في نهاية هذه العملية بعد الحصول علي الغاز يتم تحويل مخلفات الزرق إلى سماد أكثر قيمة وفائدة لتجهيز وتغذية الحقول الزراعية
صورة توضح السماد السائل بعد التخمير وانتاج الغاز
البيوجاز كمصدر للطاقة:
ويستخدم الغاز استخداما مباشرا فى اعمال الطهى والضاءة والتسخين والتبريد وتشغيل الالات الاحتراق الدخلى مثل ماكينات الرى والطواحين والالات الزراعية كما يمكن انتاج الطاقة الكهربية بمولدات تعمل بالبيوجاز ويمكن للمتر المكعب من البيوجاز ان يغطى احدى الاحتياجات الاتية :
- تشغيل موفد متوسط الشعلة لمدة 2-3 ساعات
- تشغيل الة احتراق داخلى قدرتها 1 حصان لمدة 2ساعة
- تشغيل جرار زراعى وزنه3طن مسافة 2.8كجم
استخدام زرق الدواجن كسماد للتربة (كومبوست)
قيود الاستخدام
يصعب التعامل مع زرق الدواجن الطازج بسبب محتواه المائي العالي ولا يمكن تطبيقه على المحاصيل بسبب التأثيرات الكاوية على أوراق الشجر.
إن توفر النيتروجين سريع للغاية بحيث من الممكن حدوث احتراق المزروعات في حالة عدم توخي الحذر. إذا تم تخزين زرق الدواجن.
تحدث خسائر في المغذيات وتزيد تكلفة تداوله، ومن ثم ، يُقترح إجراء معالجة فورية لزرق الدواجن لمنع التحلل السريع.
معالجة زرق الدواجن
قبل التطبيق الميداني ، يلزم إجراء معالجة فورية لسماد الدواجن لمنع التحلل السريع وفقدان المغذيات.
ووجد أن هناك عدة طرق شائعة لتخزين زرق الدواجن ، كل منها يمكن أن يؤثر على جودة السماد في وقت التطبيق.
الكمر
يعتبر الكمر عملية طبيعية يتم التحكم فيها حيث تقوم الكائنات الحية الدقيقة المفيدة (البكتيريا والفطريات) بتقليل وتحويل المخلفات العضوية إلى منتج نهائي مفيد يسمى السماد.
وتشمل هذه الطريقة المعالجة الهوائية واللاهوائية لزرق الدواجن.
الطريقة الهوائية لتحويل الزرق إلى سماد (كومبوست)
تتم الطريقة الهوائية لتسميد فضلات الدواجن عن طريق إضافة القش و نوع فطر يسمي ( Pleurotus sajar caju.)
يتم خلط زرق الدواجن والقش التي يبلغ طولها حوالي 2 سم بنسبة 1: 1.5 ويمكن اضافة الفطر بمعدل 5 عبوات/ طن.- تتكدس مادة التسميد تحت الظل.
– يتم رش كمية كافية من الماء من أجل الحفاظ على المحتوى الرطوبي لحوالي 50-60٪. يتم الري الدوري مرة واحدة كل 15 يومًا. من أجل الحفاظ على الحالة الهوائية ،
– يتم إجراء التقليب الدوري في ايام الحادي والعشرين والخامس والثلاثين والرابع والأربعين. يكون السماد جاهز في اليوم الستين.
الطريقة اللاهوائية لتحويل الزرق إلى سماد (كومبوست)
يمكن البدء في تحويل زرق الدواجن إلى سماد باستخدام زرق الدواجن وقش الذرة الرفيعة المقطعة. يتم خلط زرق الدواجن مع قطع من قش الذرة بمعدل 10: 1 وتعبئتها في حفر محفورة بحجم 1 م 3 (1 × 1 × 1 م) وتغلق بجبس الطين.
للحفاظ على الرطوبة المثلى ، يتم رش الماء قبل الغلق ويترك في ظروف لاهوائية لمدة 75 يومًا .
تأثير تحويل زرق الدواجن إلى سماد(كومبوست)
أجريت تجربة في ظروف هوائية ولا هوائية لدراسة التغيرات الكيميائية أثناء عملية الكمر لزرق الدواجن الممزوج بقش الذرة لمدة 75 يومًا .
كشفت أن زرق الدواجن الممزوج بقش الذرة الرفيعة أدي الي تقليل فقد النيتروجين نتيجة لزيادة نسبة C:N إلى المستوى المرغوب (18: 1). أدت هذه العملية إلى الاحتفاظ بكميات أكبر من النيتروجين تحت التحلل الهوائي. كان الفقد في النيتروجين المختزل في التحلل 41.3 و 24.4٪ ، على التوالي ، بالطرق الهوائية واللاهوائية للكمر.
التأثير على كمية المحصول
سجل استخدام زرق الدواجن إنتاجية أعلى من الأرز عندما يقترن بالأسمدة غير العضوية.كما تم الحصول على زيادة في محصول القمح نتيجة إضافة زرق الدواجن مع السوبر فوسفات.
التخلص الامن من الطيور الميتة
على مدى العقدين الماضيين ، تم استبدال التخلص من الجثث عن طريق الدفن ببدائل مثل الكمر حيث ان التخلص غير السليم من نفوق الحيوانات قد ينتج عنه العديد من المخاطر البيئية والصحية مثل رائحة مزعجة (ناتجة عن التحلل اللاهوائي للبروتينات) التي يمكن أن تقلل من جودة الحياة وتزيد التلوث كما يمكن لمسببات الأمراض ، التي قد لا تزال موجودة في المادة المتحللة ان تنشر الأمراض في التربة والنبات والحيوان والإنسان.
– الصناديق والأكوام الثابتة والصفائح الهوائية هي الأكثر الطرق الشائعة لكمر الذبائح الميتة.
يتكون خليط الكمر من خلال إضافة الأحجام الصحيحة من الطيور والسماد والقش أو المنتجات المماثلة إلى صندوق أساسي. حيث يتكون من :
– الدجاج الميت
– سماد الدواجن / فضلات – قش (قمح) – الماء (إذا لزم الأمر)
خليط الكومبوست
يجب أن يوفر خليط الكومبوست نسبة كربون: نيتروجين من 15 إلى 23: 1 ومحتوى رطوبة من 55 إلى 65٪.
يعتبر الجمع الصحيح بين مادة الكربون والنيتروجين ومحتوى الرطوبة أمرًا بالغ الأهمية للكمر السريع والكامل.
عند استخدام الكومبوست لأول مرة ، يجب وزن المواد في دلاء من أجل ملاحظة الكميات التقريبية لكل عنصر لإضافته.
لن تكون هناك حاجة للمياه ما لم تكن القمامة شديدة الجفاف.
مراقبة عملية الكمر
بمجرد تغطية الكومبوست ، هناك حاجة إلى مقياس حرارة 36 بوصة لمراقبة درجة حرارة الكومبوست. لأول مرة ، من الأفضل الحصول على قراءة يومية.
بالنسبة للتشغيل التالي ، ستكون القراءة كل ثلاثة أيام كافية لإظهار مدى جودة المواد في المكمورة ومتى يجب نقلها.
يجب أن تصل درجات حرارة الكمر إلى 135 إلى 160 فهرنهايت في غضون يومين إلى أربعة أيام بعد التحميل. للعمل بشكل صحيح. هناك حاجة إلى درجات حرارة تزيد عن 130 فهرنهايت.
بمجرد أن تنخفض درجة الحرارة إلى أقل من 120 درجة فهرنهايت ، عادةً إلى 14 يومًا بعد السد ،. بعد 14 يومًا ، يمكن تخزين الكومبوست أو وضعه في الحقول بنفس طريقة السماد الطبيعي.
ثبت أن الكمر يقلل من أعداد البكتيريا القولونية إلى مستويات لا يمكن اكتشافها حتى في السماد الأساسي. بسبب درجة الحرارة اثناء الكمر يتم تدمير السالمونيلا كما يتم تدمير فيروسات مرض نيوكاسل والجمبورو.
ممارسات الإدارة الجيدة ، مثل وضع الذبائح الميتة على بعد 6 بوصات من الجدران الجانبية ، ومراقبة درجة الحرارة للتأكد من الوصول إلى المستويات المناسبة ، وإكمال المرحلة الثانوية من الكمر ستؤدي الي تأمين تدمير العوامل الممرضة في جميع أنحاء الخليط بشكل صحيح.
يمكن معالجة ريش الدواجن كيميائيا أو بيولوجيا بالميكروبات لتحسين القيمة الغذائية لمخلفات الريش التي يمكن استخدامها كعلف للحيوانات. يمكن أيضًا تحويلها بيولوجيًا إلى مكملات غذائية ووقود حيوي وبلاستيك قابل للتحلل الحيوي وسماد عضوي. يتم استخدام المخلفات بطرق مختلفة مثل الحرق ، والدفن ، والكمر ، والهضم اللاهوائي ، يمكن الاستفادة من مخلفات الدواجن بشكل فعال إذا تم معالجتها بشكل صحيح لتقليل الآثار السيئة ويمكن إنتاج مجموعة من المنتجات ذات القيمة المضافة مثل الأسمدة والديزل الحيوي وعلف الحيوانات والكهرباء ومسحوق العظام والبلاستيك القابل للتحلل الحيوي.
الفهرس
المراجع / المصادر
- Jurgutis, L., Slepetiene, A., Volungevicius, J., & Amaleviciute-Volunge, K. (2020). Biogas production from chicken manure at different organic loading rates in a mesophilic full scale anaerobic digestion plant. Biomass & Bioenergy, 141(105693), 105693. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2020.105693
- Kalbasi, A., Mukhtar, S., Hawkins, S. E., & Auvermann, B. W. (2006). Design, utilization, biosecurity, environmental and economic considerations of carcass composting. Compost Science & Utilization, 14(2), 90–102. https://doi.org/10.1080/1065657x.2006.10702270
- Zhang, T., Yang, Y., Liu, L., Han, Y., Ren, G., & Yang, G. (2014). Improved biogas production from chicken manure anaerobic digestion using cereal residues as co-substrates. Energy & Fuels: An American Chemical Society Journal, 28(4), 2490–2495. https://doi.org/10.1021/ef500262
استاذ تربية ووراثة الدواجن كلية الزراعة – جامعة الفيوم
مقال رائع ومفيد جدا دكتور
من فضلك ما هي المواد الكيميائية التي تضاف الريش بعد فرمه لعمل البلمرة عند صناعة البلاستيك العضوي وكيف يمكن الحصول عليها
اريد تفاصيل اكثر في هذه النقطة
من فضلك
اريد الدوره التدريبيه كامله ما هى طريقه حجز الدوره
سلام عليكم شرح وافي وكافي بشكل عام ولكن عندي سؤال.انا عندي هنبر تربية دجاج لاحم يسع ١٠٠٠٠ طير والمعلوم ان الزرق يتم جمعه كل ٥٠ يوم تقريبا…هل بالامكان الاستفادة منه بعد جمعه لانتاج غاز الميتان