Без лишнего биомусора: переработку органических отходов в удобрения ускорили в 60 раз 

Руководитель проекта, доцент факультета биотехнологии Университета ИТМО Роман Уваров поясняет: «Органические отходы — это самый объёмный и самый сложный для переработки вид отходов из-за крайне нестабильного состава. Даже в одном и том же ресторане ежедневный объём пищевых отходов может значительно варьироваться: в один день преобладают кислые фрукты, в другой — мясо и рыба. Ферментация зависит от жизнедеятельности микроорганизмов, и наша основная задача — создать для них стабильные условия по кислороду, температуре и влажности, чтобы они могли эффективно перерабатывать сырье любого состава».

Сердцем разработанной командой автоматизированной установки для закрытого биологического сбраживания является вращающийся барабан с уникальным режимом периодического перемешивания: в отличие от аналогов с непрерывным вращением, барабан данной установки запускается каждые несколько часов (со скоростью 1–2 оборота в минуту), что обеспечивает перемешивание материала, насыщение кислородом и равномерный нагрев, ускоряя тем самым процесс ферментации. Этот режим специально разработан с учётом особенностей российских отходов, характеризующихся высокой влажностью и высоким содержанием клетчатки. Импортное оборудование рассчитано на более сухие и однородные сырьевые материалы, при остановке которых происходит уплотнение сырья; в то же время российские отходы имеют высокую влажность и сохраняют воздухопроницаемость даже после остановки, что позволяет использовать прерывистый режим и значительно снизить энергопотребление. Данные показывают, что на переработку одной тонны органических отходов данное оборудование потребляет не более 6 кВт·ч электроэнергии, что составляет примерно 1/20 от показателей аналогичных зарубежных систем.

Ферментация осуществляется по технологии высокотемпературного аэробного сбраживания: благодаря активности микроорганизмов температура материала самопроизвольно повышается до 55 °C и поддерживается на этом уровне в течение 24–72 часов. Режим высокой температуры позволяет уничтожить патогенные микроорганизмы, семена сорняков и яйца паразитов; полностью герметичная камера полностью предотвращает утечку вредных газов (аммиака, метана, тиола) и неприятных запахов. Поскольку потери питательных веществ в процессе ферментации крайне низки — потери азота составляют всего 4–8 %, а фосфора — 0–1,5 %, — конечный продукт прошел сертификацию по российским государственным стандартам и может напрямую использоваться в качестве органического удобрения, подстилки для животных или кормовой добавки.

Оборудование поддерживает два режима работы:

Периодический режим: полный цикл «загрузка — ферментация — разгрузка», подходит для малых и средних предприятий;

Непрерывный режим: в процессе работы осуществляется постоянная разгрузка и дозагрузка; тепло от ферментированного материала передается новой партии сырья, и оборудование входит в фазу активной ферментации всего за 4 часа (в то время как традиционному оборудованию требуется 12–18 часов), что подходит для крупномасштабной переработки.

Оборудование имеет модульную конструкцию и отличается мобильностью, благодаря чему его можно разместить даже в обычных вспомогательных помещениях в отдаленных районах, что значительно снижает затраты на транспортировку отходов в таких регионах.

Текущее состояние внедрения и дальнейшие планы

Данная технология прошла экспертную оценку и была включена в перечень трёх наилучших доступных технологий Министерства промышленности и торговли России, охватывающий три основные области: птицеводство, свиноводство и переработку городских бытовых отходов. В 2025 году команда получила грант в размере 1,5 млн рублей от Российского научного фонда на реализацию проекта. В настоящее время объем этой серии промышленного оборудования для ферментации составляет от 3 до 40 кубических метров, и оно уже внедрено в промышленные условия: самая большая установка размещена на ферме в Приожерском районе Ленинградской области, где ежедневно перерабатывается 40 кубических метров навоза, что позволяет полностью утилизировать отходы фермы на месте без необходимости вывоза на свалки; небольшие установки уже внедрены на Камчатском полуострове, в Чукотском автономном округе, Ярославской области, а также на предприятии по централизованной переработке пищевых отходов в Санкт-Петербурге.

На следующем этапе команда планирует оснастить оборудование системой искусственного интеллекта с функцией визуального анализа, что позволит осуществлять онлайн-мониторинг и автоматическое управление процессом ферментации: определять стадию ферментации по изображениям сырья и прогнозировать оптимальное время выгрузки. Ожидается, что данное обновление позволит сократить цикл обработки одной партии ещё на 15–20 % и ещё больше снизить энергопотребление. Одновременно команда разрабатывает сопутствующий модуль очистки выхлопных газов, благодаря которому оборудование можно будет устанавливать непосредственно в городских заведениях общественного питания и торговых центрах, не опасаясь, что неприятные запахи будут беспокоить жителей, и реализовать полноценную замкнутую систему переработки.