Способ получения органического удобрения и кормовых добавок на основе остаточных продуктов переработки рыбных отходов


 


Владельцы патента RU 2502714:

Пашнюк Денис Александрович (RU)

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения органического удобрения и кормовых добавок на основе остаточных продуктов переработки рыбных отходов, в котором смесь из любых рыбных отходов подвергают дроблению и измельчению до фракций с диаметром не более 2-3 мм, осуществляют подготовительный процесс, заключающийся в равномерном перемешивании, термическом нагреве не более 5 часов при температуре 80°-90°C, остывании до температуры не ниже 45°C, поддержании влажности смеси не ниже 75%, далее обеспечивают процесс анаэробного брожения в реакторе при оптимальной температуре 60°C, при этом в процессе ферментации обеспечивают единожды температурный скачок до температуры 105°C в течение 15-20 мин, вводят раствор фосфорной кислоты и ферменты биологического характера, конечный продукт после ферментации подвергают процессу отделения жидкой составляющей и биологического осадка (фугата), в конечный пастообразный гранулят добавляют смесь низкомолекулярных жирных кислот. Изобретение позволяет повысить качество конечного продукта, расширить ассортимент вырабатываемой продукции, улучшить экологическое и санитарное состояние производства. 1 ил.

 

Изобретение относится к комплексной переработке и утилизации рыбных отходов и их остаточных компонентов после рыбомучного производства с получением органических удобрений и кормовых добавок.

Известен способ получения кормовой добавки и удобрения из органических отходов, включающий приготовление исходной смеси из органических отходов и торфа, загрузку смеси в реактор, нагревание и проведение четырехстадийного процесса, при этом первая и третья стадия носят аэробный характер, а вторая и четвертая стадии носят анаэробный характер (см. патент РФ №2126779, МПК C05F 9/00, A23K 1/00, опубл. 27.02.1999 г.).

Недостатком известного способа является недостаточное качество конечного продукта. Кроме того, производство, основанное на данном способе, ухудшает атмосферу производственной зоны и окружающего пространства.

Наиболее близким техническим решением является способ получения органического удобрения на основе остаточных продуктов переработки рыбных отходов, включающий загрузку смеси из органических отходов в реактор, нагревание, анаэробное сбраживание, при этом в качестве смеси из органических отходов используют подпрессовый рыбный бульон, который нагревают до температуры 80°-90°C, сепарируют с подавлением и выделением остаточного рыбьего жира, жидкую фракцию загружают в реактор, где производят анаэробное сбраживание при температуре от 50° до 55°C при постоянном перемешивании в течение 2-3 недель, полученное жидкое удобрение сливают в охладительный реактор, в котором доступ кислорода частично ограничен или полностью отсутствует, понижают в течение 2-х суток температуру до 0°-10°C, после чего удобрение расфасовывают (Патент РФ №2444502, МПК C05F 11/00, C05F 9/00, опубл. 10.03.2012)

Недостатки известного способа заключаются в недостаточном качестве конечного продукта - удобрения в жидкой фракции из-за наличия неприятного запаха, из-за наличия осадка и примесей тяжелых металлов, из-за отсутствия контроля кислотности среды, что влечет к ограничению использования конечного продукта при возделывании сельскохозяйственных культур на определенных типах почв. Кроме того, известный способ может быть применен при ограниченном виде исходного сырья - подпрессовый бульон и отходы рыбы, используемые при производстве кормовой муки, а производственная линия, использующая известный способ, устанавливается только в местах непосредственного расположения рыбомучных производств и полностью зависима от них.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение качества конечного продукта, расширение ассортимента вырабатываемой продукции, улучшение экологического и санитарного состояния производства.

Технический результат достигается тем, что в способе получения органического удобрения и кормовых добавок на основе остаточных продуктов переработки рыбных отходов, включающем нагревание смеси из органических отходов до температуры 80°-90°C, анаэробное сбраживание в реакторе, согласно изобретению, смесь из любых рыбных отходов подвергают дроблению и измельчению до фракций с диаметром не более 2-3 мм, осуществляют подготовительный процесс, заключающийся в равномерном перемешивании, термическом нагреве не более 5 часов при температуре 80°-90°C, контроле кислотности, остывании до температуры не ниже 45°C, поддержание влажности смеси не ниже 75%, далее обеспечивают процесс анаэробного брожения в реакторе при интенсивном перемешивании при оптимальной температуре 60°C, при этом в процессе ферментации обеспечивают единожды температурный скачок до температуры 105°C в течение 15-20 мин., вводят раствор фосфорной кислоты и ферменты биологического характера, конечный продукт после ферментации подвергают процессу отделения жидкой составляющей и биологического осадка (фугата), затем осуществляют процесс биологической очистки, конечный продукт в жидкой фракции тарируют, а биологический осадок (фугат) подвергают переработке методом гликолиза и отделения оставшейся влаги, в конечный пастообразный гранулят добавляют смесь низкомолекулярных жирных кислот.

Сущность способа поясняется чертежом, на котором устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит измельчительное оборудование 1, подготовительную емкость 2, анаэробный реактор-ферментер 3, фильтрационную или центрифугирующую камеру 4, систему биологической очистки 5.

Заявленный способ получения органического удобрения и кормовых добавок осуществляют следующим образом.

Данный процесс производства органических удобрений и как дополнительный компонент производства - кормовых смесей, позволяет использовать в качестве первичного сырья как измельченные непищевые рыбные компоненты, применяемые при производстве кормовой рыбной муки, так и не используемые в таковом (отходы лососевых пород рыб), в совокупности с необезжиренным подпрессовым рыбным бульоном, так и сам бульон или отходы непосредственно. Рыбные отходы различного видового состава поступают в измельчительное оборудование 1, где подвергаются дроблению и измельчению. Перемолотые компоненты с диаметром фракции не более 2-3 мм направляют в подготовительную емкость 2. В случае использования в технологической линии только подпрессового бульона можно не использовать измельчительное оборудование 1 и направить используемое сырье непосредственно в подготовительную емкость 2.

Загруженную в подготовительную емкость 2 органическую массу, измельченную (в случае с добавлением непищевых рыбных компонентов, т.е. отходов) и равномерно перемешанную, подвергают временному термическому нагреву (температурной депрессии), что влечет к частичному выпариванию влаги и повышению концентрации органического вещества и полезных макро- и микроэлементов. Процесс температурной депрессии не должен длиться более 5-ти часов. Граница температурной депрессии, 80-90°C, позволяет уничтожить вероятно существующую патогенную микрофлору в физиологическом растворе. Применяемая процедура также позволяет подойти к так называемому процессу «выпаривания» летучих взвесей, что позволяет частично подавить присутствующий неприятный запах в конечном продукте еще на начальной стадии производства. Весь процесс, осуществляемый в подготовительной емкости 2, носит анаэробный характер.

В подготовительной емкости 2 осуществляют также контроль кислотности физиологического раствора (поддержание необходимого баланса pH среды) и, как следствие, дальнейшее остывание продукта до температуры не ниже 45°C, с последующим его переводом в анаэробный реактор-ферментер 3. Содержание влаги загружаемой смеси в реактор-ферментер не должно быть ниже 75%. Загрузку смеси в реактор 3 осуществляют в верхней его части по системе трубопроводов, объединенной с подготовительной емкостью 2. Колонии анаэробных бактерий на начальном этапе запуска реактора 3 вводят искусственно.

В реакторе 3 в процессе анаэробного брожения осуществляют волновое колебание температуры. Оптимальная температура происходящей в реакторе 3 реакции составляет 60°C. Максимальную температуру 105°C устанавливают единожды в процессе ферментации и ее продолжительность не должна превышать более 15-20 минут. Столь высокий кратковременный скачок температуры не оказывает пагубного влияния на анаэробную бактериальную составляющую, но позволяет деструктурировать клейкое составляющее загруженного материала, и тем самым, ускорить и улучшить процесс анаэробной ферментации.

Наличие насосного рециркулярного оборудования позволяет поддерживать постоянное интенсивное перемешивание загружаемой смеси в вертикальной и горизонтальной плоскостях, что активно стимулирует работу анаэробных термофилов в реакторе 3, а так же позволяет разжижать гранулированный биологический слой, формирующийся в процессе деятельности бактерий в поверхностном слое загруженной смеси.

В процессе работы реактора 3 порционно, в процентном соотношении относительно объема загружаемого сырья, по мере необходимости, вводят раствор фосфорной кислоты, выполняющую как роль стабилизатора, так и вещества, осуществляющего подавление неприятного запаха в конечном продукте. Так же в процессе производства в реактор 3 вводят ферменты биологического характера, не оказывающие негативного влияния на процесс ферментации, но, тем самым улучшающих качество конечного продукта.

Весь процесс производства удобрения, на начальном этапе запуска реактора-ферментера 3, длится не менее трех недель. Последующие этапы подготовки и ферментации позволяют осуществлять загрузку физиологического раствора порционно, эквивалентно объему выгружаемой готовой продукции.

Конечный продукт, выгружаемый из реактора 3 после ферментации по системе трубопроводов, во избежание взаимодействия с кислородом воздуха, поступает в фильтрационную или центрифугирующую камеру 4, где подвергают отделению его жидкой составляющей от биологического осадка (фугата). В отличие от фильтрационной камеры (камеры отстаивания продукта), центрифугирующая камера ускоряет выход продукта, но и частично удорожает технологическую линию.

Полученное органическое удобрение пропускают через систему биологической очистки 5, где конечный продукт высвобождают от возможных примесей тяжелых металлов, неприятного запаха, а также приостановки активности высвободившихся анаэробов в конечном продукте. Готовое удобрение, в жидкой фракции, тарируется в герметичные емкости для дальнейшего хранения и реализации.

В процессе производства жидкого продукта из-за наличия ферментов фосфолипазы происходит образование витаминов серии (F), так называемых полиеновых высших жирных кислот, а именно арахидоновой кислоты и ее производных (арахиновых кислот и их соединений), а так же значительного количества биологически активных кислот. Наличие данного компонента в конечном продукте помогает сдерживать развитие различных грибковых заболеваний у растений, в частности мучнистой росы и альтернариоза. Т.е. получается продукт имунно-стимулирующего действия на растительность.

В процессе температурной депрессии при производстве удобрения идет формирование тритерпеновых кислот, которые так же оказывают имунно-стимулирующие воздействие на растительность.

В процессе метанового сбраживания (ферментативного процесса) азот сохраняется в основном в аммонийной форме, что позволяет получить глутоминовые и аспаргиновые соединения в достаточном количестве, что является немало важным направлением в процессе азотистого обмена, что влечет к активному стимулированию роста витаминной части растений.

Свободные микроорганизмы, сохранившие свои функциональные особенности после биологической очистки и ферментативного процесса, оказывают полезные действия на корневую часть растения, позволяя тем самым, повысить адсорбирующие свойства корневой части растения, что улучшает способность растений усваивать полезные вещества из почвы.

Наличие подготовительной емкости в производственной линии позволяет настраивать продукт на необходимую степень кислотности. Поскольку продукт щелочно-нейтральный и его макро- и микро-элементный состав сбалансирован, то он оказывает положительное влияние на раскисление почв.

Отделенный методом центрифугирования осадок (фугат) подвергается последующей переработке методом гликолиза и отделения оставшейся влаги в продукте. Поскольку степень термической обработки была менее длительной, нежели при производстве рыбной кормовой муки, то содержание питательных элементов, ценных кормовых и ростовых веществ в таковом значительно выше. В процессе производства для фиксации питательных элементов в полученном пастообразном грануляте к нему добавляют смесь низкомолекулярных жирных кислот (в основном добавляется связующий субстрат из зерновых культур). Процесс гликолиза осуществляют под действием собственных ферментов. Несмотря на столь невысокое содержание незаменимых аминокислот в полученном продукте, его можно использовать как кормовую добавку в процессе выращивания молоди КРС, птиц и рыбоводстве. Продукт представляет собой пастообразную массу от серого до светло-коричневого цвета с характерным кисловатым запахом с содержанием влаги не более 40%.

Фугат также используют с целью получения питательного субстрата для возделывания рассады сельскохозяйственных культур или непосредственно применяют как питательную добавку к субстрату для возделывания разнообразных сортов грибов на грибоводных фермах. Данный продукт, отделенный от жидкой составляющей, смешивают порционно с торфокомпостом или цеолитом с целью получения питательного субстрата для растений. В полученном субстрате содержится в достаточном количестве необходимое количество макро- и микро-элементов, а так же питательных кислот, необходимых для положительного роста растительной массы.

Высвобождаемую газовую составляющую из реактора-ферментера в процессе производства преобразовывают в тепловую и электрическую энергию и используют для нужд предприятия и производственной линии, тем самым позволяя экономично и рационально использовать энергетические ресурсы. Весь процесс производства удобрений носит анаэробный характер. Это позволяет избежать вероятного попадания в конечный продукт паразитарных и патогенных микроорганизмов.

Таким образом, заявленный способ получения органического удобрения и кормовых добавок на основе остаточных продуктов переработки рыбных отходов по сравнению с известным за счет применения фильтрационного этапа обеспечивает повышение качества удобрения, исключая осадок и вероятные примеси тяжелых металлов, что позволяет его использовать также в аэропонных и капельных системах питания растений. Наличие контроля кислотности и необходимой подготовки загружаемого сырья влияет в дальнейшем на повышение качества конечного продукта, что позволяет использовать его на определенных типах почв при возделывании сельскохозяйственных культур.

По сравнению с известным способом заявленный способ позволяет использовать в качестве загружаемого сырья разнообразные отходы пород рыб и их составляющие, что позволяет устанавливать производственную линию не только в местах непосредственного расположения рыбомучного производства.

Получаемый в процессе производства конечный продукт - это удобрение, как в жидкой фракции, так и в виде пастообразного питательного субстрата, применяемого в дальнейшем как в растениеводстве, так и звероводстве.

Способ получения органического удобрения и кормовых добавок на основе остаточных продуктов переработки рыбных отходов, включающий нагревание смеси из органических отходов до температуры 80°-90°C, анаэробное сбраживание в реакторе, отличающийся тем, что смесь из любых рыбных отходов подвергают дроблению и измельчению до фракций с диаметром не более 2-3 мм, осуществляют подготовительный процесс, заключающийся в равномерном перемешивании, термическом нагреве не более 5 ч при температуре 80°-90°C, контроле кислотности, остывании до температуры не ниже 45°C, поддержание влажности смеси не ниже 75%, далее обеспечивают процесс анаэробного брожения в реакторе при интенсивном перемешивании при оптимальной температуре 60°C, при этом в процессе ферментации обеспечивают единожды температурный скачок до температуры 105°C в течение 15-20 мин, вводят раствор фосфорной кислоты и ферменты биологического характера, конечный продукт после ферментации подвергают процессу отделения жидкой составляющей и биологического осадка (фугата), затем осуществляют процесс биологической очистки, конечный продукт в жидкой фракции тарируют, а биологический осадок (фугат) подвергают переработке методом гликолиза и отделения оставшейся влаги, в конечный пастообразный гранулят добавляют смесь низкомолекулярных жирных кислот.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к растениеводству и касается изготовления декоративных гранул, используемых при оформлении цветников и клумб. .
Изобретение относится к растениеводству и касается изготовления декоративных гранул, используемых при оформлении цветников и клумб. .
Изобретение относится к сельскому хозяйству. .
Изобретение относится к растениеводству и касается изготовления декоративных гранул, используемых при оформлении цветников и клумб. .
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для получения органоминеральных удобрений (ОМУ) в промышленных условиях на действующих предприятиях химической промышленности по выработке минеральных удобрений.

Изобретение относится к инкапсулированной частице, которая включает ядро. .
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к фосфорсодержащим удобрениям. .
Изобретение относится к способу получения суспензии, содержащей фосфат, из фосфорной кислоты, основания и органических добавок, причем фосфорную кислоту предварительно нейтрализуют основанием, добавляют органические вещества, такие как эмульгируемое масло и сахар, осуществляют контроль процесса образования центров кристаллизации и кристаллизацию при охлаждении.
Изобретение относится к способу улучшения свойств гранулятов мочевины, особенно касающихся тенденции к слеживанию, образования пыли и характеристик пенообразования в водной среде, путем введения добавок к мочевине.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к области овощеводства, и может быть использовано при уборке урожая овощей, а именно при утилизации отходов овощеводства - ботвы, а также некондиционной продукции и сорных растений.
Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к способам утилизации бытовых отходов. .

Изобретение относится к утилизации бытовых и прочих отходов, а также к охране окружающей среды. .
Изобретение относится к сельскому хозяйству и городскому коммунальному хозяйству, экологической биотехнологии и может быть использовано для утилизации осадка сточных вод.

Изобретение относится к области экологии и коммунального хозяйства и касается способа получения биогумуса на свалках отходов. .

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и предназначено для обработки компоста из твердых коммунальных отходов и использования его в качестве изолирующих слоев с низкой фильтрационной способностью и высокой сорбционной емкостью к тяжелым металлам при хранении отходов.

Изобретение относится к почвогрунтам на основе торфа и биокомпоста, полученного при утилизации твердых коммунальных отходов, используемых в зеленом строительстве для выращивания цветов, газонов (Вариант 1) и древесно-кустарниковых хвойных пород (Вариант 2) в лесопарковых зонах, парках и питомниках.
Изобретение относится к городскому коммунальному хозяйству, а именно к области переработки твердых бытовых отходов (ТБО) методом биотермической санации с последующим компостированием.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам повышения продуктивности цветочных культур. .
Изобретение относится к способам переработки твердых бытовых отходов и может быть использовано в коммунальном хозяйстве и сельском хозяйстве для переработки птичьего помета и навоза.

Группа изобретений относится к области подготовки сырья для анаэробной переработки органических отходов. Предложена группа изобретения: способ подготовки сырья для анаэробной переработки органических отходов, а также установка подготовки сырья вышеуказанным способом. Способ характеризуется тем, что в едином объеме герметичной емкости одновременно с подогревом производят дегазацию смеси путем вакуумирования и последующую обработку. Обработку осуществляют воздействием энергией ультразвукового гидродинамического излучателя на поток смеси при ее циркуляции в замкнутом контуре герметичной емкости. В качестве жидкости для смешивания сырья используют жидкую фракцию слива из биореактора. Процесс подготовки сырья завершают после нагрева смеси до заданной температуры, соответствующей температуре первой стадии процесса биореактора. Установка включает средства дозированной подачи сырья и жидкости, подогрева, обработки излучением и дозированной подачи субстрата в биореактор, герметичную емкость, оснащенную вакуумным насосом. Средство обработки смеси излучением выполнено в виде ультразвукового гидродинамического излучателя. Камера гидродинамического излучателя подсоединена к емкости с образованием замкнутого контура, а средство подачи жидкости подсоединено к системе слива биореактора. Изобретения обеспечивают улучшение качества субстрата, повышение эффективности подготовки сырья, обеспечивающей ускорение анаэробной переработки органических отходов и увеличение полезного выхода продукта. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх