В статье я предлагаю технологию превращения несъедобной целлюлозной биомассы (напр. деревьев) в съедобную. Воплощение этой технологии позволит превращать неиспользуемую биомассу российских лесов в еду, что сможет значительно увеличить население страны. Данная стаья продолжает цикл статей о развитии технологий, использующих климатические условия России для улучшения жизни и получения конкурентного преимущества.
Програмную статью можно найти по ссылке
https://aftershock.news/?q=node/411087
Некоторые из статей можно найти на сайтах
https://aftershock.news/?q=node/770852
https://aftershock.news/?q=node/670906
https://aftershock.news/?q=node/512752
https://aftershock.news/?q=node/513563
https://aftershock.news/?q=node/533116
а ещё больше - у меня в блоге
https://aftershock.news/?q=blog/16571
Как я уже писал в своей програмной статье, бо'льшая часть территории России находится в высоких широтах, характеризующимися низкой инсоляцией, низкими температурами и низкой урожайностью. Эти факторы ведут к низкой (в среднем) плотности населения, высоким транспортным расходам, высокой стоимости сложной продукции - что, в свою очередь, ведёт к цепи других проблем. Поэтому в програмной статье была сформулирована задача - создать технологии, использующие низкие температуры, низкую освещённость, низкую плотность населения, и прочие факторы характеризующие большую часть территории России для получения конкурентного преимущества над более южными соседями.
Какие ресурсы есть? Есть лес, болота, низкокалорийный торф, холодная вода. Зона лесов занимает больше половины территории России.
Хотя лес и используется в экономике, его единица площади производит гораздо меньшее количество человеческой еды (грибов, ягод, съедобных животных, ит.д.), чем единица площади более освещённых лесостепей, 80% которых уже распахано. Экономически эффективному освоению лесов России препятствуют проблемы с транспортировкой: так, для прокормления людей, работающих в тайге, еду им необходимо перевозить на большие расстояния из зон с более мягким климатом. Такие перевозки повышают стоимость всего добытого и произведенного в Сибири. И вообще делают Сибирь малопригодной для жизни.
Углубимся в детали прокормления.
Растения поглощают углекислый газ и используют энергию фотосинтеза для его восстановления во всякие органические соединения. Так, первым делом СО2 превращается в вещества родственные углеводам (глюкозе, фруктозе, и прочим), затем, используя энергию света, эти самые вещества восстанавливаются в углеводы (саму глюкозу и прочие), после чего львиная часть этой самой глюкозы превращается в различные полимеры.
У самой глюкозы есть несколько изомерных форм, которые могут преращаться друг в дружку. Две из них, альфа- и бета-глюкоза показаны на Рис. 1. Полимеризация альфа-глюкозы даёт молекулы крахмала, которые из-за своей изогнутости не могут кристаллизоваться в твёрдый материал, плотно заполняющий пространство. Между ними остаётся достаточно "пустого" пространства, в которое при варке диффундируют молекулы воды, в результате чего полимер разбухает - и даёт шанс проникнуть всяким другим молекулам - кислотам, амилазам, и прочим. Амилазы - это такие ферменты, которые катализируют гидролиз молекул крахмала в глюкозу. Kогда крахмал (особенно проваренный) попадает к нам, мы его быстренько гидролизуем в желудке до глюкозы, глюкозу всасываем в кровь из кишок - и таким образом насыщаемся.
Рис.1. (а) Бета-глюкоза. Гидроксильная группа, поднимающаяся над плоскостью молекулы, показана красным; (b) Линейные молекулы целлюлозы; (c) Плотная, упорядоченная упаковка молекул целлюлозы; (d) Дерево, состоящее из целлюлозы на ~ 50%; (e) Линейная форма глюкозы; (f) Альфа-форма глюкозы. Гидроксильная группа, уходящая за плоскость молекулы, показана красным; (g) Линейные молекулы крахмала; (h) Молекулы крахмала и их неплотная, неупорядоченная упаковка; (i) Продукты, содержащие крахмал; (j) Основные компоненты древесины - целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин.
Растениям в естественной среде совершенно не нужно чтобы их кто-то ел и при этом насыщался. И крахмал вырабатывают в каких-то весомых количествах не все растения, а только некоторые. И делают это они по причине 10 000 лет селекции, охраны, размножения и культивации человеком. В общем, своим крахмалом они платят человеку за то что человек их крышует.
Злаковые и прочие синтезаторы крахмала предпочитают расти в тёплом климате. В холодных краях они дают низкие урожаи - а в ещё более холодных краях они вообще не растут. Вместо злаковых растут деревья (сосны в тайге). В деревьях судьба углеводов оказывается другой: в них молекулы бета-глюкоз ферменты полимеризуют в линейные молекулы целлюлозы. Молекулы целлюлозы плотно прилегают к соседям, образуя слои, слои связываются друг с другом - и получается прочный материал. Целлюлоза, то есть. На этом история не заканчивается: вбок от длинных, прочных молекул отходят короткие полимерные молекулы аморфных углеводов, составляющих другой материал - гемицеллюлозу. Гемицеллюлоза ковалентно соединена с полифенольным гидрофобным непереваримым материалом - лигнином. Лигнин выполняет несколько функций: 1) Защищает углеводы от чрезмерного набухания в воде и потери механической прочности; 2) Опять-таки защищает углеводы от проникновения ферментов разных других организмов (животных, грибков), которые хотели бы подкрепиться углеводами дерева; 3) Разлагаясь, превращается в смесь ядовитых фенолов, которые травят древесных гурманов. 4) Сочетание длинных прочных на разрыв молекул целлюлозы с аморфным лигнином, распределяющим нагрузку, создаёт природный композитный материал - древесину - обладающей такой прочностью, что деревья вырастают на десятки метров в высоту и ещё и поддерживают тяжесть веток, отрастающих на многие метры вбок от ствола.
То есть, деревья превращают углекислый газ и энергию света в чрезвычайно прочный материал, который ни откусить, ни прожевать, ни проглотить, ни переварить. Просто потому что те деревья, которые производили более питательный материал, уже были съедены и потомства не оставили.
Вот и получается ситуация: на небольшой части России, где растут злаковые, световой поток меньше чем у более южных соседей. Из-за этого урожайность меньше, отдача на вложения в с/х ниже, плотность населения ниже, предельная сложность производства ниже - ну и шлейф проблем. А на бОльшей части территории, хотя какая-то растительность даже и растёт и солнечную энергию накапливает - но накапливает в совершенно несъедобной форме. То есть, вообще человеческую жизнь не поддерживает.
Пока есть нефть и газ, люди могут могут жить в тайге, вывозить её ресурсы (нефть, газ, лес) используя энергию сжигания нефти и угля - а взамен ввозить еду выращенную где-то на югах. Для транспортировки которой, опять-таки, используется энергия нефти и угля. Что эвляется временным, неэффективным процессом.
Если бы удалось развить технологию производства еды из древесины, люди, занимающиеся выращиванием леса и получением из него материалов, могли бы использовать часть вырубаемой (собираемой) древесины для экономного получения еды на месте. Распространение этой технологии способствовало бы расселению людей на территории России, увеличению населения, долговременному (на века) расширению экономической активности, повышению эффективности экономики - всей и, в особенности, сложных производств, и прочим выигрышам.
Чтобы древесину съесть, из неё сначала нужно удалить лигнин. Это можно сделать нагрев древесину до ~ 140 oС с основанием (гидроксидом натрия, карбонатом натрия или просто содой, гидроксидом аммония, водным раствором амина - например, триэтиламина). В одной из ранних публикаций я предлагал автоклавить древесину с коровьей мочой, служащей источником гидроксида аммония - но для производства человеческой еды лучше будет использовать водный триэтиламин. Запах у него явно приятней чем у аммиака, коррозийность гораздо меньше, и энтальпия испарения меньше. Соответственно, после варки древесины с водным раствором триэтиламина и отделения раствора от твёрдого остатка, триэтиламин можно будет отогнать от раствора и использовать в последующих циклах делигнификации древесины. При этой варке большая часть (> 90%) лигнина деполимеризуется, растворяется в основании и вымывается. При испарении триэтиламина или аммиака этот лигнин выпадает в виде коричневой массы.
После отделения лигнина а также белков, всяких растворимых органических и неорганических соединений, оставшийся материал, состоящий из целлюлозы, гемицеллюлозы, и небольшого количества высокомолекулярного лигнина можно скормить коровам, что я предлагал в моей предыдущей публикации. Коровы были выбраны потому что они могут переварить и усвоить целлюлозу. Вдобавок, они большие - поэтому удельные потери тепла, определяемые отношением площади поверхности к объёму, у них меньше чем у многих других кандидатов. Но если этот самый материал скармливать коровам, то часть энергии, заключённой в углеводах, уйдёт на поддержание жизнедеятельности самих коров - и людям, которые будут пить молоко и есть говядину, меньше достанется.
Для того чтобы людям доставалось больше пищевых калорий, хорошо было бы скормить этот самый материал людям напрямую. Но - увы: наш желудок не переваривает целлюлозу. Посему приходится включать промежуточные стадии в энергетических потоках (в примере выше - коров) чтобы людям хоть что-нибудь досталось. Соответственно, встаёт вопрос - как бы организовать процесс так чтобы калории целлюлозы с гемицеллюлозой дошли до человеческих организмов с наименьшими потерями на промежуточные стадии?
Целлюлозу можно гидролизовать в глюкозу, а глюкозу класть в чай. Первая большая проблема состоит в том чтобы гидролизовать целлюлозу в глюкозу масштабируемой экономически оправданной технологией; слава Богам, с этой проблемой я разобрался. Там ещё остаются мелкие проблемы - типа, целлюлоза получается в виде разбавленного раствора - но они решамы. Вторая проблема - то что глюкоза быстро (слишком быстро) впитывается в кровь, её концентрация в крови взлетает, а организм не успевает выработать инсулин для её переработки, так что глюкоза остаётся в крови и вредит организму. Раз-другой такие эпизоды можно пережить, но когда они становятся частыми и регулярными, у человека развивается диабет - и история заканчивается плохо.
Поэтому целлюлозу нужно превращать в такую форму которая бы усваивалась помедленнее глюкозы. Хорошо бы её превращать в крахмал - и сообщения о ферментативном превращении целлюлозы в крахмал действительно публиковались.
Может быть, вкупе с моим катализатором, активирующим целлюлозы ко всяким там превращениям, проблема будет решена добавлением смеси катализаторов к обработанной древесине. Однако, ферментативный способ слишком медленный, так как связан с диффузией крупных молекул в кристаллическую целлюлозу. Вдобавок, выход крахмала по этой технологии - только 30%.
Существует химический способ превращения целлюлозы в прообраз еды. Есть такое вещество - фтористый водород, он же - плавиковая кислота, HF. Кипит при 19.5 oС, очень ядовит (хотя в следовых количествах нужен для здоровья зубов), обугливает бумагу, состоящую из целлюлозы, и прочая. Однако при низких температурах проявляет интереснейшие свойства как растворитель. Так, холодный HF (ниже 0 oС - и чем холоднее тем лучше) растворяет и деполимеризует эту самую глюкозу, превращая её в низкомолекулярный глюкозилфторид:
1/n(C6H10O5) + HF = C6H11O5F
Если очень хочется, то этот глюкозилфторид можно окунуть в воду и получить глюкозу:
C6H11O5F + H2O = C6H12O6 + HF
В двух публикациях древесину, из которой была удалена гемицеллюлоза, обрабатывали газообразным HF (тыц и тыц). При этом получался лигнин, пропитанный раствором глюкозилфторида в сконденсированном HF. После удаления HF продуванием воздухом глюкозилфторид опять конденсировался в полимер:
C6H11O5F = 1/n(C6H10O5) + HF
Вот только этот самый новый полимер состоял из беспорядочно соединённых друг с другом фрагментов глюкозы, образуя новый аморфный материал - глюкан. Схемы превращений показаны на Рисунке 2.
Этот самый глюкан легко гидролизуется разбавленной водной кислотой, образуя раствор глюкозы, что делает его похожим на крахмал. В статьях, после обработки древесины фтористым водородом, авторы проводили гидролиз глюкозил фторида или глюкана - и получали глюкозу при мягких условиях с высоким выходом (до 94%).
Рис. 2. (а) Целлюлоза; (b) Глюкозилфторид; (с) Глюкан.
Итак, я предлагаю следующую технологию превращения целлюлозной биомассы в еду.
Древесину, из которой был удалён почти весь лигнин, а также белки, терпены и неорганические вещества, нужно просушить, поместить в вакуум, скондесировать на ней HF, затем откачать HF под пониженым давлением - и превратить несъедобную целлюлозу в съедобный глюкан. В принципе, после этого древесина станет съедобной, пористой, размягчающейся при контакте с водой и немножко сладковатой. Вафли из сосны, в общем. Если люди такой едой побрезгуют, то таким материалом можно кормить свиней. Свиньями люди не брезгуют.
Если нам совсем мешает лигнин, то есть ещё один вариант: на обезлигниненую древесину можно сконденсировать HF при низкой температуре (которой в России - навалом, особенно там где растут леса), растворить целлюлозу и гемицеллюлозу в жидком HF и получить раствор с малой вязкостью. Вязкость будет мала потому что в растворе будут находиться не полимеры а низкомолекулярные вещества. Раствор фильтруем чтобы удалить лигнин, затем испаряем при низкой температуре под пониженным давлением. При этом сначала будет испаряться HF, затем, при повышении концентрации глюкозилфторида, молекулы этого самого глюкозилфторида начнут конденсироваться друг с другом и фторидными производными гемицеллюлозы. Будет получаться полимер, вязкость раствора резко вырастет - и испаряющийся HF будет образовывать быстро затвердевающие пузырьки. Получится пена, состоящая из полимерных углеводов. Потом нужно эту пену подержать в вакууме - чтобы снизить концентрацию оставшегося в твёрдом материале HF то такого уровня когда он станет полезным для зубов - и материал будет готов.
А как называется такая еда - которая состоит из углеводов, и вся из себя пористая? Хлеб! Вот так из деревьев (а вообще-то из почти всех несъедобных растений) можно будет делать, кгм, древесный хлеб. Как вариант - сосновый хлеб. Этот хлеб не будет полноценным источником витаминов, белков, и многих других компонентов. Их придётся получать из другой еды. Но калории в нём будут.
Полная предложенная схема превращения целлюлозной биомассы в человеческую еду проиллюстрирована на Рис. 3.
Рис. 3. Схема превращения целлюлозной биомассы в еду: (а) Растительная биомасса, состоящая в основном из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина; (b) Растворённый деполимеризованный вымытый лигнин; (с) Биомасса без лигнина, основные компоненты - целлюлоза и гемицеллюлоза; (d) Отфильтрованный раствор глюкозилфторида и родственных фторидов в холодной плавиковой кислоте; (е) Древесный хлеб.
Некоторые читатели могут заметить что безводная плавиковая кислота - весьма активное соединение, и что если её пролить на руки, ноги и лицо, то будет неприятно. На это отвечу так: раз уж мы выбрали такое вещество которое активно взаимодействует с биологическими материалами (растительной целлюлозой, то есть), то приходится ожидать что оно будет активно реагировать и с другими биологическими материалами (из которых мы состоим). При обработке еды, кстати, часто используют опасные высокие температуры. Так, некоторые виды еды кипятят при 100 oС, некоторые жарят при 175 oС, а некоторые вообще жарят на огне! Я даже затрудняюсь предположить сколько человек ежегодно получают ожоги - и сколько вызывают пожаров при приготовлении пищи. Но людей это не останавливает. А саму плавиковую кислоту используют для изомеризации линейных алканов в производстве бензина. Поэтому я надеюсь что опасность процедуры приготовления еды из древесины можно будет понизить настолько что она (опасность, то есть) не будет сдерживать предложенную технологию.
Комментарии
3) А теперь по пунктам:
и людям, которые будут пить молоко и есть говядину, меньше достанется.
-Ни молоко ни мясо не получается из сахаров
На то чтобы провести биохимический синтез компонентов молока и мяса организм должен потратить энергию. Вот я и предлагаю давать коровам смесь углеводов, полученных из древесины удалением лигнина, чтобы у них была энергия на эти самые биохимические процессы. Жиры в молоке, кстати, вполне получатся из углеводов. Ну а для синтеза белков молока и говядины корове нужно получать белки из еды в какой-то форме; смесь углеводов, о которой я веду речь, их действительно не заменит. Поэтому в рационе у неё должны быть всякие трава-солома-БВК-прочие добавки.
Кстати, если удастся выращивать БВК на этой самой обезлигниненной древесины, то это будет полный феншуй. К этой самой древесине без лигнина нужно будет прибавлять неорганические компоненты - источники азота, калия, фосфора, магния и прочих, а затем высеивать микробы, чтобы они синтезировали белки с витаминами. Затем эту белковую массу скармливать коровам в качестве БВК.
3) А теперь по пунктам:
Существует химический способ превращения целлюлозы в прообраз еды. Есть такое вещество - фтористый водород, он же - плавиковая кислота, HF
-А вот тут уже вообще форменная жесть пошла. Плавиковая кислота не столько едкая( как крепкая серная или соляная ), сколько крайне ядовитая и опасная для живых существ. Даже незначительный избыток фторидов приводит к нарушению обмена кальция, разрушению зубов и костей и очень хорошим шансам на неизлечимые камни в почках( т.к кальция очень много выводится )
Из пищевых продуктов подобное потом не вымыть, особенно из очень пористых.
Из пищевых продуктов HF будем выводить не вымыванием, а откачкой. При таких условиях он выводится прекрасно с измеренной эффективностью 99%. Ссылочки:
Franz, R., Erckel, R., Reihm, T. & Woernle, R. (1982). Lignocellulose Saccharification by HF. In Energy from Biomass: Second E. C. Conference, ed. A. Strub, P. Chartier & G. Schleser. Elsevier Applied Science Publishers. London. pp. 873-8.
Franz, R., Fritsche-Lang, W., Deger, H.-M., Erckel, R. & Schlingmann, M. (1987). The behavior and derivatizations of carbohydrates in hydrogen fluoride. Journal of Applied Polymer Science, 33, 1291-1306.
Чем дольше откачивать - тем меньше HF останется. Вопрос только в экономичности процесса. И, как я уже заметил, наша цель состоит в откачке не до абсолуютного нуля, а до той концентрации при которой HF станет полезным, укрепляя эмаль зубов.
Вдобавок, в хлеб сделанный по этой технологии можно добавлять соединения кальция (карбонат, ацетат) - чтобы они связывали фторид-ионы.
И процитирую самого себя, родимого: "Некоторые читатели могут заметить что безводная плавиковая кислота - весьма активное соединение, и что если её пролить на руки, ноги и лицо, то будет неприятно. На это отвечу так: раз уж мы выбрали такое вещество которое активно взаимодействует с биологическими материалами (растительной целлюлозой, то есть), то приходится ожидать что оно будет активно реагировать и с другими биологическими материалами (из которых мы состоим). При обработке еды, кстати, часто используют опасные высокие температуры. Так, некоторые виды еды кипятят при 100 oС, некоторые жарят при 175 oС, а некоторые вообще жарят на огне! Я даже затрудняюсь предположить сколько человек ежегодно получают ожоги - и сколько вызывают пожаров при приготовлении пищи. Но людей это не останавливает. А саму плавиковую кислоту используют для изомеризации линейных алканов в производстве бензина. Поэтому я надеюсь что опасность процедуры приготовления еды из древесины можно будет понизить настолько что она (опасность, то есть) не будет сдерживать предложенную технологию."
4) -Это всё совсем не простое и не дешёвое оборудование, требующее постоянного квалифицированного обслуживания. Конкретно в случае с плавиковой кислотой - ещё и химически-стойкое. Это нифига не просто и не дёшево.
Вот тут и вопрос. Найдётся ли на территории России достаточное количество квалифицированных операторов такой вот технологии? К примеру - если в каком-нибудь населённом пункте на 30 000 чел, кормящейся с окружающего леса, стоит вот такая установка и для экономичного функционирования этой установки (что включает в себя образование кадров, инвестиции, страховку/потери от несчастных случаев, возврат кредитов на капитал, закупку новых химикатов+топлива итд итп) нужны, положим, 10 человек - то найдутся ли из 30 000 вот такие десять? Признаюсь - не знаю
5) Крч., когда кто-то, не совсем понимающий химию, замышляет какое-то дело - можно только порадоваться если дальше разговоров это не заходит.
В слезах и истерике: А я понимаю! Я когда-то на районную олимпиаду по химии ездил!
А в общем автору, для начала, рекомендовал бы начать с повышения питательности кормов для животных - тех же коров.
Там ещё в середине прошлого века была тема, что сено и солому засыпали в высокие башни и подавали туда не сильно крепкий раствор едкого натра, чтобы траву смочить. В течение нескольких дней ёмкости саморазогревались, через пару недель - избыточной щёлочи практически не было ибо вся связывалась с органикой. Но подобные корма рекомендовалось давать вперемешку с кислыми - тот же силос.
Там в первую очередь целлюлоза расщеплялась. То что которые могут какую-то небольшую часть её переварить - не значит что они всю её переваривают. По итогу одного только этого мероприятия питательность кормов увеличивалась примерно вдвое.
"Там в первую очередь целлюлоза расщеплялась" - Простите, не верю. В описанных Вами условиями проис ходят деполимеризация и растворение лигнина а также деацилирование гемицеллюлозы. Полученный отвар нужно вылить чтобы не потравить коров растворёнными фенольными соединениями.
Если повысить концентрацию щёлочи - то разложится и растворится гемицеллюлоза (что совершанно не нужно, т.к. коровы её и так переварят).
Если использовать концентрированный раствор щёлочи, то целлюлоза растворится, а про высокой температуре даже прореагирует, превратившись в основном в ацетат и лактат натрия - но только скармливать такое коровам я бы не стал.
Подозреваю что в Ваше описание закралась ошибочка.
тс срочно к Nazgul-у
http://samlib.ru/k/kucher_p_a/162810-3_hleb.shtml#metka27
Глава 27.
Целлюлоза - сырьё и еда.
Хорош примерчик? Разумеется, не так уж оно просто... Изготовить из произвольного состава растительной массы, то есть сучьев, коры, травы и палой листвы, съедобные углеводы - одна задача... Получить из аналогичного материала полноценные белки, жиры и витамины (замену мяса) - совсем другая (раз в сто сложнее)... Сделать исходное целлюлозосодержащее сырье непосредственно съедобным для людей - третья... О получении из органического мусора "технических полуфабрикатов" (например, жидкого топлива, моющих средств, лаков, искусственных волокон, растворителей и прочей "большой химии") - лучше поговорите с инженерами. Но, тем не менее - всё решаемо... Зря ленинградцам морочили головы голой "питательной ценностью". Реальность гораздо интереснее.
Впрочем, упрощенный подход к проблемам питания полезен своей наглядностью. Всё в мире можно легко выразить через энергию. Универсальная валюта природы, её "золотой стандарт". С точки зрения физики, организм жив за счет того, что в нем "сгорает" потребляемая пища. Правда, малая часть съеденного вещества тратится на "строительство" самого организма, но это уже детали.
1 кВт-час электричества точно равен 3,6 МДж механической работы или 860 килокалориям тепловой энергии, примерно эквивалентен 0,5 литра бензина или 1 кг сухой растительной органики (при полном использовании тепла сгорания в кислородной атмосфере). Жизнь - точный баланс между расходом энергии на добычу еды и использованием добытого. Для человека, с его потребностью ежедневно получать 2-3 тысячи килокалорий, "эффект выгодности" от добычи пропитания, в пересчете на 1 килокалорию затраченной энергии, за последние 10-15 тысяч лет менялся в следующем порядке:
Примитивное присвоение ресурсов дикой природы.
1. Охота на мегафауну (мамонты, шерстистые носороги и пр.) - более 3000 килокалорий;
2. Охота на крупную дичь (лоси, олени, кабаны) - приблизительно 1000 килокалорий;
3. Охота на мелкую дичь и рыболовство - максимум 250-300 килокалорий;
4. Собирательство дикорастущих плодов и злаков - менее 200 килокалорий;
Переход к выращиванию продуктов питания и одомашнивание животных.
5. Кочевое скотоводство - 100-200 килокалорий;
6. Загонное скотоводство - 30-50 килокалорий;
7. Ручное (мотыжное) земледелие - 10-20 килокалорий;
Переход к оседлому земледелию интенсивного типа.
8. Земледелие с использованием гидротехнических сооружений - 7-10 килокалорий;
9. Стойловое скотоводство - менее 10 килокалорий;
10. Земледелие с использованием тяглового скота - менее 3-5 килокалорий;
Сельское хозяйство индустриального типа.
11. Интенсивное земледелие, с использованием машин и удобрений - менее 0,2-0,3 килокалории;
12. Интенсивное земледелие в закрытом грунте (теплицы) - менее 0,1 килокалории;
13. Промышленное животноводство в закрытых помещениях - менее 0,1 килокалории;
Производство продуктов питания из "не пищевого" природного сырья.
14. Химическая переработка несъедобной растительной органики - 150-300 килокалорий;
15. Производство пищевой органики в "биореакторах" - ~0,01-0,02 килокалории;
16. Химический синтез органики из воздуха, воды и минералов - ~0,01 килокалории;
Обратите внимание на самую последнюю строчку. Она знаменует качественный переход человека от существа-падальщика, лопающего только относительно готовые для употребления продукты, к универсальному хищнику с "внешним пищеварением", способного жрать абсолютно всё. Развитая химия позволяет относительно просто и дешево "переработать на еду" (точнее, аккуратно разложить на питательные составляющие) практически любой биологический материал. Ну, кроме совсем ископаемого. "Ломать не строить..." Это химический синтез "с нуля" жиров, белков и углеводов дьявольски труден. А воспользоваться чужой клетчаткой, после легкой обработки (по человеческим понятиям "легкой", по меркам животного мира даже нагрев воды до кипения - уже крутой "хай-тек") - Хомо Сапиенсу раз плюнуть.
Всего полтора века назад (или как теперь, два века вперед?), кстати, искусственное создание сложных органических соединений "напрямую из элементов" считалось невозможным. Наряду с мифическим "теплородом" химики, на полном серьезе, рассуждали о не менее мифической "жизненной энергии", без участия которой органический синтез "не протекает" в обычной пробирке, а требует обязательного участия живого организма. Скажем мягко, моя "биохимия", в те времена, шла в одном разряде с "астрологией", "алхимией" и прочими лженауками. Если доживу до контактов с автохтонными коллегами - будет интересно проверить. В XVII веке "алхимия" и "астрология" как раз науки. Равно, как и теология. А физика вообще - "натуральная философия", обильно приправленная мистикой... Так, не отвлекаться! Для большинства аборигенов XXI века оно до сих пор обстоит точно так же.
Пусть вас не удивляет кажущийся разброс порядков числовых значений для синтеза, переработки готовой органики и сверхинтенсивного её выращивания в искусственных условиях. Дело в источнике энергии, расходуемой на преобразование несъедобного сырья в удобоваримую пищу. В первом и последнем случаях на метаморфозу расходуется "энергия извне" (тепло, электричество, механическая работа), а во втором - большая часть "расхода" покрывается за счет "внутренней энергии" продукта. Например, разложение целлюлозы ферментами на составляющие сахара гораздо экономичнее, чем синтез этих сахаров "с нуля", хотя бы потому, что можно непосредственно "сжигать" их часть в ходе реакции и таким образом экономить на "сторонних" энергетических ресурсах. Особенно ловко это выходит у грибов. Питаясь несъедобной для прочих живых существ бросовой клетчаткой гриб добывает в процессе и жизненную силу, для собственного роста, и материал для этого. А мы, люди, в свою очередь, через всего одно пищевое звено (гриб), получаем себе на стол полноценный животный белок. В отличие от капризного к чистоте компонентов химического производства или "биореактора" (вроде герметичной прозрачной цистерны с хлореллой, куда нагнетают углекислый газ и нужные химические вещества, для лучшего усвоения ею искусственного света), гриб неприхотлив. Удобрения ему годятся самые дешевые, а основным расходом энергии становится обработка будущего компоста острым паром, с целью избавить культурныю грибницу от грибов-конкурентов. В результате, тонна компостной массы для шампиньонов среднего качества обходится примерно в 50 долларов США, а вес плодовых тел (не считая массы самой грибницы), выросшей на этом компосте, достигает 150-200 килограммов. Паразитизм себя оправдывает!
Ну нехотят они ,,свинячей еды,, все тоже и описанно. ))
Абсолютно! Я же так и писал: "Как вариант, после удаления лигнина из деревяшек пропитываем эти самые деревяшки биодобавками - и высаживаем на них грибницу. Из-за отсутствия лигнина грибы начинают расти на этих самых деревяшках со страшной силой - после чего оказываются срезаны и скормлены".
https://aftershock.news/?q=node/1108455
А че, осталось намазать этот хлеб икрой из опарышей и, приятного аппетита.
На выходе ведь получится тожсамое что и у депутата на майбахе, так зачем все эти осетры и хамон?!
Всё уже давно изобретено:
каша из топора
Срочно регистрировать Партию Бобра!!:)
девиз - "не хлебом единым, а здоровья и рождаемости для":)
И, тем не менее - "если долго мучиться, что-нибудь получится". Выражаясь казенно - никто не отменял "закон перехода количества в качество". Цивилизация, в её современном виде - продукт ума, злобы и отчаяния изгоев, загнанных людьми и природой в ситуацию, когда можно только умереть или победить. Кто когда-то не ввязался в эту борьбу - до сих пор, голяком, в тропиках, околачивают с пальм кокосовые орехи... Мы - потомки победителей... И наследники. Продолжатели неведомых, за давностью лет, первооткрывателей. Изобретателей огня, земледелия, кирпича, колеса, железа, паруса и динамита... Странно рассуждать о бытовых, в сущности, предметах в возвышенном стиле, но иначе не сформулировать. Время - сжимаемо. Суровый научный факт. Для лесистых районов Северной Евразии простая технология переработки древесины на еду - новая революция, по значимости сравнимая с "неолитической"... Сезонный сельскохозяйственный цикл - просто выбрасывается, за ненадобностью. Разница между тропиками, субтропиками и умеренными широтами исчезает. Делайте выводы. Ищите аналоги. Проводите параллели... Я попробовала.
(с)
не раскрыта технология сбора коровьей мочи
Судя по масштабам, этой мочи в РФ явно недостаточно. Предлагаю постоить рядом с СП мочепровод. Мы им хаз, они на бартер нам мочу.
сделано давным давно , к примеру: Промышленное производство "глюкозной патоки" и кристаллической глюкозы было вполне успешно организовано, уже в 1919 году (!), на Охтенском пороховом заводе, в Петрограде... Гидролиз вели концентрированной серной кислотой с последующей её регенерацией через растительный пергамент. Обработанную той же самой серной кислотой, но слегка в других условиях, простую оберточную бумагу. Решение более чем "кривое" и очень спорное. Но, там и тогда, как я понимаю, единственно возможное.
Попробуйте поискать ,,Рейнау-процес" Бергиуса
З.Ы. Nazgul все давно расписал в ,,Деревянном хлебе,, , попробуйте прочесть )
Автор а сразу выдержки из Назгула слабо было сделать.
Ещё один инноватор в помощь Владиславу. Научная мысль на АШ прогрессирует не по-детски. Вот что значит высокая интеллектуальная планка и правильные ориентиры, заданные организаторами этого сайта. Такими темпами тут скоро образуется научно-технический совет при президенте... Хотя Судя по успехам там и своих гениев Как у дурака махорки. Вот только похоронной команды для США нету, Зато здесь целая толпа наготове и в ожидании— с венками и транспарантами.
В России и так избыток хлеба, рост населения вовсе не этим ограничен.
https://aftershock.news/?q=comment/13614413#comment-13614413
Я отвечал вот на это.
Слишком заумно. Проще конверсию грибами или термитами устроить, а дальше - загнать продукт в привычную пищевую цепочку.
https://aftershock.news/?q=comment/13647915#comment-13647915
не проще ли на деревяшках выращивать грибы?
https://aftershock.news/?q=comment/13614466#comment-13614466
разве лимитирующий фактор нашего населения это еда? Не так уж много голодных смертей вроде.
Сейчас - не лимитирующий. Волнует чтобы он лимитирующим никогда и не стал.
Так и вспоминается, сок берёзовый с мякотью.
А у России проблемы с хлебом? оО
https://aftershock.news/?q=comment/13614413#comment-13614413
Вы не пробовали посчитать - 16% от 8ККК это сколько? До населения Китая нам еще крайне далеко, скорее всего - бесконечно и бессмысленно далеко. Раз.
Два - мировая доля России в поставках пшеницы что-то около 20%, так что хлебом Россия обеспечивает ни разу не только собственное население. Так что необходимость изображать бобров из себя пока как-то не просматривается.
Три - из лесов и так извлекается "какой-то толк". Они не то, чтобы бесполезно стоят, занимают место на территории и не понятно зачем нужны вообще.
Уважаемый KorchaginSA:
16% от 8 миллиардов - это 1 280 миллионов. Большое население нужно для удешевления массовой продукции, развития большого числа сложных технологий, оказывающих синергический эффект друг на друга, и большого числа наименований продукции. Сложные технологии нужны, например, для того чтобы освоить производство чипов на меньшее число нанометров чем у вчерашних партнёров и сегодняшних непонятных друзей. Сомневаюсь в том что вся биомасса растущая в России сможет физически прокормить столько людей - но чем больше, тем лучше.
Два - ну и слава Богу что после 80 (или сколько-там) лет импорта Россия экспортирует зерно. Производство и транспортировка которого сейчас достаточно дешёвы из-за достаточно дешёвой нефти, что является временным явлением. А к тем временам когда нефти не будет или ситуация переменится в очередной раз, хотелось бы развить технологию преобразование того что растёт перед окном в то, что будет продолжать поддерживать жизнь.
Три - ну да, извлекается. Можно, например, срубить дерево, транспортировать 1 тонну древесины на 1000 км на юг, продать в Китае, а обратно, на прокорм лесорубу, привезти 1 кг еды. Ну то есть закупить 10 кг еды - но потратить 9 кг на прокорм железнодорожников. Но хотелось бы вместо этого потратить 2 кг древесины из этой тонны, сделать 1 кг еды прямо на месте - и оставить себе 998 кг древесины для своих нужд. Или вообще не рубить.
1. Так вот - 1.28 миллиарда населения - эта цифра не достижимая для нашей страны в ближайшие столетия. Смысла о них рассуждать - нет вообще. Если, конечно, вы не хотите массово ассимилировать всю округу, включая кусок Индии и Китая.
2. Сами себе противоречите. Если перевозка станет дорогой, то мы просто не будем зерно экспортировать, и все, что ни есть - останется нам. А это более чем избыточно для вменяемых цифр на ближайшие столетия, повторюсь. Тут будет вопрос не в том, чтобы опилки с голодухи есть, а в том, куда произведенное зерно то девать?
3. Мы не закупаем у Китая хлеб за древесину. Они не обеспечивают даже себя им, кушают наш. Предложите им про опилки - может быть им зайдет как раз?
4. Вы вообще уверены, что это экономически выгодно все, что вы вот тут понаописали?
Вот в какой стране не хватает еды, и там начинают жрать тараканов, вот там пусть этим и занимаются.
Видимо, этот профессор следует русской поговорке "сделать из говна конфетку".
Котлетку! Белки же.
В старину мост проверялся с участием автора конструкции, стоящим под мостом.
Памятуя эту старинную традицию я одобряю эксперименты с древесным хлебом, с условием, что первые 1000 хлебов из плавиковой кислоты с фторидом съест автор древесного хлеба. А потом автора на опыты... При таком подходе к этой прорывной технологии ни один живой человек точно не пострадает.
>>Некоторые читатели могут заметить что безводная плавиковая кислота - весьма активное соединение
Есть два момента, которые делают эту технологию не очень удовлетворительной.
1) Фториды весьма токсичны. Соответственно потребуется очень глубокая очистка продукта от остатков плавиковой кислоты и фторидов, образующихся при их реакции с различными примесями. Потребление продукта с заметными остатками примеси фторидов на здоровье тех, кто это будет есть скажется ну очень нехорошо.
2) Фтор на самом деле редкий элемент с достаточно ограниченной сырьевой базой (месторождения флюорита + побочный продукт при производстве фосфорных удобрений). Соответственно, при использовании технологии, где его соединения требуются в большом количестве, довольно велик риск быстро столкнуться с его дефицитом. Ну и кроме того - фторное сырье это невозобновляемый ресурс. Как с другими редкими элементами его доступность в будущем из-за истощения доступных месторождений будет падать.
Уважаемый LAlexander:
Спасибо за интерес.
1) Да, токсичны. Слава Богам, фториды в концентрации около 10-6 нужны для здоровья зубов. То есть, если концентрацию фторифов снизили до этого значения - то дальше снижать не нужно. Вдобавок, к такому искусственному хлебу можно подмешивать карбонат кальция чтобы он связывал остатки фторид ионов.
2) В предложенной технологии HF будет конденсироваться и откачиваться. То есть, теоретически потери (и, соответственно затраты HF на килограмм еды) можно сделать произвольно малыми, пожертвовав другими параметрами процесса. Но каковы будут потери HF в реальном процессе, характеризующимся производительностью, скоростями отдельных стадий, потерями, стоимостью итд - не знаю.
Мне кажется что основным барьером в технологии будет квалификация людей за пультом. То есть, оборудование-то сделать можно, но найти в сибирском поселении на 5000 человек пять достаточно умных, образованных, ответственных людей, которые поймут в какой последовательности включать насосы, холодильники, нагреватели, мешалки итд - может стать проблемой. Концентрация таких людей может оказаться настолько мала, что их не найдут. А если найдут кого-то похуже, то они с помощью лома и такой-то матери в какой-то момент таки разольют плавиковую кислоту себе в ботинки. Хотелось бы ошибаться.
Если же говорить о производстве продуктов питания из древесины, то, как мне кажется, ничего лучше дереворазрушающих грибов тут нет. Вешенки, опята, шиитаке, съедобные трутовики (вроде Polyporus squamosus) и т.д. могут перерабатывать древесину в продукт питания (свои съедобные плодовые тела) вообще без её предварительной переработки. Причем некоторые штаммы грибов способны перерабатывать не только целлюлозу, но и лигнин. Энергетическая эффективность конверсии энергии древесины в пищевые калории у грибов может быть (при культивировании в стерильных условиях) до 30%, что достаточно много и точно лучше, чем то что получится при кормлении коров древесной целлюлозой. Ну и, главное, выращивание грибов на древесном материале не требует какой-то сложной и энергоемкой химической переработки древесины. Дереворазрушающие грибы прекрасно растут на древесине и измельченных древесных материалах в их естественном виде.
Ну и грибы - это как-то вкуснее, чем пластиковая каша из глюкана :) .
не только вкуснее но и полезнее! В Японии (по памяти, без названий) в какой-то провинции обнаружили необычно низкий уровень случаев онкологии, как выяснилось там располагаются фермы по выращиванию грибов, вроде разновидности опят, некондицию которых бесплатно или по бросовым ценам раздают местным.
https://aftershock.news/?q=comment/13614466#comment-13614466
У нас все в порядке с производством хлеба, полмира кормим, кроме себя. В гейропу продайте. Идея вполне в тренде глобалистского проекта жрать насекомых.
Ну вообще то в России сейчас не вопрос как накормить народ который плодится -а наоборот -как заставить плодиться народ перекормленный айфонами и бананами
Уважаемый Владимир:
Нет проблем!
1) Отменить солидарные пенсии. За стариками будут ухаживать их достойно воспитанные дети и внуки; пока у стариков будут ещё оставаться силы, они (т.е. старики) будут присматривать за внуками и правнуками.
2) При разводе квартиру и детей оставлять мужику.
3) Отменить алименты. Если мужику понадобится сиделка, то он ей будет платить из тех денег, которые в современной системе он платит бывшей супруге в виде алиментов. Как вариант - за детьми будут присматривать старики. А он им будет платить те деньги которые сейчас отчисляются в пенсионный фонд и идут на выплату, в частности, тем старикам которые в предыдыщие годы детей-налогоплательщиков не сделали и не вырастили.
Ну и если/когда народ расплодится и станет вопрос где селить и чем кормить дополнительные 500 000 000 человек - то вот об этом я и пишу.
А как ваш древесный хлеб на вкус?
Как вафля из детства. Хрустящий, быстро размокающий, сладковатый как целлулоидная конфетная обёртка.
на случай всеобщего голода - сойдет. Такие наработки нужны для стратегических запасов.
Страницы