Способ получения гранулированных биоорганоминеральных удобрений


 


Владельцы патента RU 2606912:

ООО "Научно-технический центр биологических технологий в сельском хозяйстве" (ООО "НТЦ БИО") (RU)

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения гранулированных биоорганоминеральных удобрений на органической основе включает сушку биоматериала с одновременным его измельчением и его гранулирование, причем в процессе сушки биоматериала в органическую субстанцию вносят минеральные удобрения, которые одновременно измельчаются и смешиваются с ней, затем производят пастеризацию и охлаждение смеси, после чего в поток материала, который направляется на гранулирование, вносят и перемешивают с последним микробиологические удобрения, содержащие предварительно инокулированные в перлите микроорганизмы, при этом полученные гранулы опудривают гидрофобным материалом. Изобретение позволяет получить эффективные гранулированные биоорганоминеральные удобрения с высокими физико-химическими свойствами при сокращении расхода энергии на их производство. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к производству гранулированных органоминеральных удобрений. Способ позволяет перерабатывать высокотоксичные и экологически опасные отходы животноводства и птицеводства (навоз и птичий помет) в эффективные биоорганоминеральные гранулированные удобрения, используемые для повышения урожайности и качества всех видов культур, повышения плодородия почв и рекультивации загрязненных почв.

Известны различные способы переработки отходов сельскохозяйственного производства, в которых основными стадиями производства являются сушка и гранулирование. Учитывая то, что современная аграрная наука разрабатывает технологию прямого точечного сева семян растений одновременно с гранулами, особенно важно правильно сформировать гранулы (с позиций физико-химических критериев) и придать им большую биологическую активность (с позиции критериев роста растений и «здоровья» земли).

Из уровня техники известен ряд способов получения гранул из органических отходов с использованием сушки, например, А.С. СССР №641871, МПК C05F3/00, опубл. 1979 г., в котором гранулирование и сушку отходов горячими газами осуществляют после экструдирования с фильерой с образованием прутков биомассы, которые обламываются, поступают на конвейер, а затем на перфорированные лотки с наклонным днищем, под которые подают горячие газы. Недостатком известного способа является низкое качество (физико-химические свойства) получаемых удобрений, повышенный расход горячего газа на сушку из-за недостаточно развитой поверхности сушки и трудности передачи тепла во внутрь гранулы, т.к. биомасса плохой проводник тепла. Здесь имеет место кинетический режим сушки с диффузионными затруднениями выхода пара наружу.

Известен также способ сушки помета во вращающемся барабане, описанный в книге Малофеева В.И. «Технология безотходного производства птицеводства», М., Агропромиздательство, 1986 г.

Недостатки известного способа - затрудненная переработка помета с влагой до 70%, большой расход теплоносителя из-за неразвитой поверхности сушки, большое время для испарения жидкости из комков биоматериала. Кроме того, не достигается локальная нужная температура для гарантированного обеззараживания, а также неоднородность гранулометрического состава, недостаточная прочность агломератов и несбалансированность состава по питательным элементам.

Наиболее близким решением (прототипом) является патент РФ №2125548 МПК C05F3/00; C05F3/06, опубл. 27.01.1999 г. Способ получения гранулированных удобрений на органической основе, включающий измельчение органических компонентов с получением пульпы, их гранулирование, одновременное с сушкой путем распыления пульпы в псевдосжиженном слое, улов органической пыли после гранулирования, разделение гранул на фракции с возвратом мелкой фракции на гранулирование, при котором сушку ведут нейтральным теплоносителем, например атмосферным воздухом, нагрев которого осуществляется путем сжигания горючих компонентов в смеси с природным газом. Сжигание газов, при этом, производят в термической установке, одновременно с дожиганием газов, полученных после улова органической пыли, и предварительно подвергнутых термической обработке. При этом в пульпу, перед гранулированием, добавляют минеральные вещества, как химической, так и естественной природы в объеме 1-6%. Сжигание газов при этом способе производят при температуре не менее 700°.

Недостатком известного способа является слишком большой расход энергии и тепла на нагрев и сушку материала в кипящем слое.

Задачей настоящего изобретения является повышение качества удобрений за счет повышения их физико-химических свойств, сокращение расхода энергии на их производство и, в конечном итоге, создание эффективного удобрения для использования в сеялках прямого сева, где реализуются в совокупности все положительные свойства микробиологических, органических и минеральных компонентов.

Поставленная задача решается за счет гомогенизации исходного материала и сопутствующих минеральных компонентов с последующей их сепарацией, термической пастеризации и кондиционирования, введения в основной поток предсмеси, содержащей инокулированные микробиологическое удобрение на специальном носителе, рекуперации тепла абгазов, а также за счет опудривания гранул гидрофобным веществом в конце процесса.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что исходный органический материал из бункера, через сепаратор направляют в сушку, где комья сырья разбивают быстровращающимися ножами, непрерывно обновляя поверхность испарения влаги, после чего высушенные дисперсные частицы уносятся в циклон. Поток сухого материала направляется в пастеризатор. В пастеризаторе материал выдерживают в течение 1-2-х часов. Затем дисперсный материал перемещают в кондиционер-охладитель и, далее, в смеситель, в который подают микробиологические удобрения в предварительно инокулированной форме. После этого материал гранулируют, отсеивают пылевую фракцию, которую затем возвращают в смеситель, а гранулированный материал опудривают гидрофобным веществом, после чего перемещают в бункер, откуда готовые удобрения подают на фасовку.

Абгазы после сушки и циклонов подвергают промывке, а на основе промывочной жидкости изготавливают жидкие биоорганические удобрения.

Предлагаемый способ реализуется в соответствии с технологической схемой при помощи технологической линии.

Технологическая линия включает приемный бункер влажного сырья 1, магнитный дисковой сепаратор 2, сушилку с вращающимися ножами 3, пастеризатор дисперсной сухой биомассы 4, кондиционер - охладитель дисперсной сухой биомассы 5, бункер минеральных удобрений 6, группу циклонов 7, блок очистки отходящих газов (абгазов) 8, включающий сборник образующихся жидких биоорганических удобрений 9, гранулятор 10, вибросепаратор 11, приемный бункер гранулированных удобрений 12, бункер-дозатор микробиологического удобрения 13, куда подается пылевидный гидрофобный материал для покрытия гранул, хранящихся в бункере 12, бункер-дозатор инокулированного материала 14 и узел фасовки и упаковки гранулированного удобрения 15.

В качестве сырья используется:

- твердая фракция стоков животноводческих комплексов с содержанием сухого вещества не менее 30%; (например КРС); помет птичий клеточного содержания птицы;

- твердая фракция эфлюэнта биогазовых установок, выделенная на шнек-прессах;

- компосты органических отходов;

- ил очистных сооружений;

- жом свекловичный; торф;

- отходы пивоваренных заводов; и т.п.

Способ получения гранулированных биоорганоминеральных удобрений реализуется следующим образом:

Исходный биоматериал (например, твердая фракция стоков комплексов КРС) поступает в бункер приема сырья 1 и через дисковый магнитный сепаратор 2 направляется на сушку в сушилку 3. Одновременно с биоматериалом из бункера 6 на сушку 3 поступают минеральные компоненты (например, минеральные удобрения, соли микроэлементов), которые вносятся в поток органического продукта из бункера 6.

Процесс сушки проводят максимально диспергируя биоматериал на быстро вращающихся ножах, где за счет внутреннего трения поднимается температура, а возникающий воздушный поток выносит из аппарата влагу. При этом начальная температура на микрочастицах может быть выше температуры кипения влаги и достигать 80-110°С. В этом случае испаряется и уносится влага исключительно с поверхности частиц, без затрат на кинетическую фазу испарения, что позволяет значительно снизить энергозатраты на сушку. Кроме того, возникает важнейший процесс обеззараживания биоматериала, уничтожения биоклеток, в том числе патогенных микроорганизмов, семян сорной растительности и простейших. Высушенные дисперсные частицы уносятся в циклон, а основной поток сухого материала направляется в пастеризатор 4. Пастеризация смеси проходит при температуре частиц? выходящих из сушилки по истечению 1,0-1,5 часов в движущемся слое в аппарате цилиндрической формы с использованием теплоизоляции от внешней среды. Эта стадия усиливает эффект обеззараживания потока. Полученный дисперсный продукт охлаждается в кондиционере -охладителе 5. Возможен поддув холодного воздуха. В кондиционер возвращается циклонная пыль и вносится биоудобрение «Биогор» путем его дозирования и смешения с материалом основного потока. Затем биоудобрение поступает в гранулятор 10.

Необходимо отметить, что для данного процесса микроудобрение готовится специальным образом путем предварительной инокуляции композиции полезных аграрных микроорганизмов в дисперсный перлит. Этот технологический прием позволяет сохранить микроорганизмы биоудобрения при проходе через гранулятор 10.

Пастеризация дисперсного материала и введение микробиологических удобрений в инокулированной форме на специальном носителе - перлите, обеспечивает равномерное внесение микроорганизмов в конечной продукции. Следует подчеркнуть, что влажность носителя составляет около 60%, тогда как влажность биоматериала гранул не превышает 15%. Высокая влагоемкость перлита, как носителя микроорганизмов, позволяет создать условия благоприятные для их выживания.

В процессе гранулирования температура в гранулах (при движении материала через фильтры) может достигать 100-120°С. Только использование защищенных форм микробиологического удобрения позволяет сохранить активную, вегетативную форму микробиологических удобрений. После сепарирования в вибросепараторе 11 пыль возвращается на повторную грануляцию в гранулятор 10, а гранулы на транспортере подаются в бункер 12 удобрений. При этом они опудриваются мелкодисперсной окисью кремния, подаваемой на поверхность движущихся гранул из бункера-дозатора 14. Двуокись кремния (обычный промытый речной песок) получают путем тонкого помола до дисперсии в десятки микрон. При этом получают материал, обладающий выраженными гидрофобными свойствами.

Гранулы, получившие защиту при нанесении кремниевого слоя, обладают антислеживающими свойствами, они более влагостойки в почве, а кремний становится легкоусваиваемым элементом комплексного удобрения.

Единственным сугубо экологическим решением предлагаемой технологии является очистка отходящих газов, которые несут мелкую органическую пыль и имеют щелочную реакцию из-за присутствия аммиака. В этом случае используется стандартное решение промывки отходящих газов подкисленной циркулирующей жидкостью с выделением зоны отстоя образующегося осадка в сборнике 9, который отделяется и используется как жидкое биоорганическое удобрение.

В качестве товарного продукта, полученного на основе навоза КРС, образуются гранулы биоорганоминерального удобрения, все три составляющие компонента которых имеют следующие параметры:

Гранулы - размеры:

- для сеялок прямого сева диаметр - 5±0,5 мм, длина - 5±0,5 мм;

- содержание органического вещества в грануле не менее 60%;

- прочность статическая – 2,0 МПа;

- рассыпчатость – 100%;

- гранулы не истираются, не пылят.

Органический компонент - определяется кормовым рационом,

состоящим из трав и комбикормов.

Минеральный компонент - определяется кормовым рационом,

действующее вещество NPK ~ 70 кг/т;

- количество микроорганизмов определяется

составом премиксом с КОЕ не менее 1·107 кл/мл.,

Биологический компонент – в отличие от традиционных

органоминеральных удобрений внесение

в состав гранул предварительно инокулированных

биологически активных продуктов значительно

увеличивает их продуктивную эффективность.

Экспериментально установлено, что если в 1 тонну компоста, содержащую ~ 70 кг NPK внести 1 литр микробиологического удобрения «Биогор», можно увеличить урожай зерновых культур в 2-2,5 раза. Поэтому 1 га-норма удобрения «Биогор» эквивалентна в среднем 100 кг NPK/га. Соответственно, если вносится 5 тонн компоста на гектар, среднее значение NPK на 1 га составит (5х70)+100=450 кг NPK/га. Очевидно, в этом случае удельная доля биологической активности, влияющей на рост урожая, будет существенно ниже.

Этот пример показывает, что особенно экономически эффективным случаем применения биоорганоминеральных гранул является относительно небольшое весовое количество вносимых удобрений на 1 га площади.

Таким примером является использование сеялок прямого сева, где совместно с зерном той или иной производственной культуры вносится до 300 кг удобрений.

Особенно следует подчеркнуть, что гранулы составлены из очень мелкодисперсного материала. Присутствие в почве органической части удобрений именно в такой форме позволяет резко увеличить поверхность контакта частиц с позитивными аграрными микроорганизмами. В результате это приводит к тому, что органическая часть удобрения ассимилируется в течение одного сезона, а не 2-3 года, как это присуще всем навозам. Эта же структурная особенность материала гранул способствует значительному купированию характерных

запахов, которое достигается за счет создания широкого фронта взаимодействия органической и микробиологической субстанции.

В результате многолетних исследований установлено, что применение гранулированных биоорганоминеральных удобрений обеспечивает повышение урожая сельскохозяйственных культур при минимальных затратах, существенно поднимая экологические кондиции товарной продукции и улучшая «здоровье» почвы.

Техническим результатом предлагаемого способа является получение эффективных гранулированных биоорганоминеральных удобрений с высокими физико-химическими свойствами при сокращении расхода энергии на их производство.

Таким образом, задача, поставленная перед изобретением, решена.

1. Способ получения гранулированных биоорганоминеральных удобрений на органической основе, включающий сушку биоматериала с одновременным его измельчением, и его гранулирование, отличающийся тем, что в процессе сушки биоматериала в органическую субстанцию вносят минеральные удобрения, которые одновременно измельчаются и смешиваются с ней, затем производят пастеризацию и охлаждение смеси, после чего в поток материала, который направляется на гранулирование, вносят и перемешивают с последним микробиологические удобрения, содержащие предварительно инокулированные в перлите микроорганизмы, при этом полученные гранулы опудривают гидрофобным материалом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс пастеризации частиц смеси, выходящих из сушилки с температурой 80-110°С, проводят в течение 1,0-1,5 часов.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гранулы опудривают мелкодисперсной окисью кремния.



 

Похожие патенты:

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Органоминеральное удобрение содержит отходы животноводства, калий и производное фосфора, причем в качестве отходов животноводства содержит отходы животноводства с влажностью 75-90%, в качестве калия содержит калий хлористый, в качестве производного фосфора - суперфосфат, дополнительно содержит мочевину и формалин.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Органическое удобрение содержит источник органического вещества, причем в качестве источника органического вещества содержит отходы животноводства с влажностью 75-90%, дополнительно содержит мочевину и формалин.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Органоминеральное удобрение содержит торф, остаток от гидролиза торфа перекисью водорода и аммиаком, являющийся отходом производства стимулятора роста растений, мочевину, суперфосфат, калий сернокислый, причем оно дополнительно содержит природный цеолит.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при выращивании сельскохозяйственных культур на вечномерзлых почвах, в частности тундровых.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Способ включает полив растений водным раствором органического и минерального удобрения, полученного путем добавления к 1 литру воды 50 мл азотной кислоты и которое перед применением для полива растений разбавляют водой в 100 раз.
Изобретение относится к восстанавливающему удобрению. Восстанавливающее удобрение, полученное воздействием на смесь дрожжей, экстракта дрожжей или клеточных оболочек дрожжей с фосфорнокислым компонентом и калийным компонентом в условиях гидротермальной реакционной обработки.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Торфоцеолитовое удобрение пролонгированного действия, модифицированное иодидом калия, включает низинный торф и природный цеолит, модифицированный иодидом калия KI, в соотношении 2.3:1-3.4:2, причем природный цеолит, измельченный до размеров зерен 0.5-0.7 мм, насыщают из 0.02-0.04% раствора иодида калия в течение 14-16 ч при соотношении массы природного цеолита и раствора иодида калия 1:7-1:13.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения комплексного удобрения включает нейтрализацию смеси, содержащей P2O5 и CaSO4, гранулирование и сушку готового продукта, причем соотношение P2O5 и CaSO4 в пересчете на СаО берут равным 1:(0,25-0,65) соответственно, смесь подают на нейтрализацию в количестве, обеспечивающем содержание серы в готовом продукте 3-8%, нейтрализацию ведут карбонатом кальция до рН, равного 2,8-3,1, и в процесс вводят азот- и калийсодержащие компоненты.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Препарат для рекультивации земель, загрязненных мышьяком, содержит модифицированную 5%-ным раствором известкового молока смесь гуминовых кислот в соотношении смеси гуминовых кислот к 5%-ному раствору известкового молока как 6:4-8:2.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения комплексного удобрения включает нейтрализацию фосфорной и азотной кислоты аммиаком с последующим смешением с хлористым калием, доаммонизацией и гранулированием в грануляторе-аммонизаторе и сушкой готового продукта, причем нейтрализацию аммиаком ведут смеси азотной и фосфорной кислот при добавлении пульпы магнийсодержащих соединений в фосфорной кислоте, а соотношение H3PO4:HNO3:MgO поддерживают 1:(0,5-6):(0,025-0,055) и нейтрализацию ведут до получения пульпы с мольным отношением NH3 к H3PO4, равным 1,3-1,5, и влажностью 6-8%.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Органоминеральное удобрение содержит отходы животноводства, калий и производное фосфора, причем в качестве отходов животноводства содержит отходы животноводства с влажностью 75-90%, в качестве калия содержит калий хлористый, в качестве производного фосфора - суперфосфат, дополнительно содержит мочевину и формалин.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Органическое удобрение содержит источник органического вещества, причем в качестве источника органического вещества содержит отходы животноводства с влажностью 75-90%, дополнительно содержит мочевину и формалин.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения жидкого препарата для стимуляции роста и развития растений включает предварительный помол, растворение в воде гумусосодержащего сырья и дезинтеграцию в роторно-пульсационном аппарате, при этом в качестве сырья используют вермикомпост и виноградные выжимки, причем сначала исходный вермикомпост с размером частиц, не превышающим 3 мм, и влажностью 55-57% обрабатывают в роторно-пульсационном аппарате водой, забуференной аммиаком или гидроксидом калия до рН в диапазоне 9,5-10,9, при массовом соотношении вермикомпост:вода, равном 1:3-4, и температуре 55-60°С в течение 2-3 минут, затем к полученной пульпе в роторно-пульсационный аппарат загружают виноградные выжимки с размером частиц, не превышающим 20 мм, влажностью 6-9%, при массовом соотношении виноградные выжимки:вермикомпост, равном 1:6-9, и проводят совместную дезинтеграцию при температуре 55-60°С до достижения частицами твердой фазы размера 5-10 мкм и рН в диапазоне 7,2-7,5, после чего полученную дисперсию в качестве целевого продукта разливают в тару.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при переработке органических отходов животноводческих и птицеводческих хозяйств с использованием стимуляторов компостирования на основе фосфатов.

Предложен способ получения удобрения, содержащего матрицу из активированного угля, импрегнированного солью неорганической кислоты. Способ предусматривает смешивание минеральной кислоты с углеродсодержащим веществом без дополнительного нагревания с получением высокопористой матрицы из активированного угля, импрегнированного неорганической кислотой.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к технологии получения жидкого биоорганического удобрения. Способ получения жидкого биоорганического удобрения включает водную экстракцию элементов минерального питания и биологически активных веществ, содержащихся в исходном сырье, отделение водонерастворимого осадка, щелочную экстракцию гумусовых веществ из него, отделение щелочного экстракта, его нейтрализацию и соединение с водным экстрактом, причем используют препараты только органического происхождения, водную экстракцию проводят в течение 1-3 часов при 20-40°С и соотношении исходного сырья к экстрагенту 1:3-1:5; щелочную экстракцию проводят в течение 10-16 часов при 20-40°С, щелочной экстракт нейтрализуют лимонной кислотой до значений pH 6,5-7,5, ингибируют процессы брожения сорбиновой кислотой, соединяют с водным экстрактом, перемешивают, фильтруют, получая жидкий целевой продукт.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ вермикультивирования куриного помета включает смешение куриного помета с соломой, известью и водой с последующей ферментацией полученного субстрата, а затем его переработкой с использованием червей, причем в субстрат добавляют водный раствор поверхностно-активных веществ.

Изобретение относится к области переработки отходов. Предложено устройство утилизации отходов животноводства.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения биоудобрения включает предварительное измельчение куриного помета и торфа, взятые в соотношении компонентов 50:50 до гранулометрического состава не более 10 мм с последующим их перемешиванием и ощелачиванием 0,5%-ным водным раствором едкого калия в количестве 1,5 л на 1 кг смеси при температуре 20-22°C в течение 24 часов, введение в полученное первичное биоудобрение пшеничных отрубей в количестве 3 мас.% смеси с последующим перемешиванием компонентов и проведение процесса биоконверсии в две стадии при повышенной температуре, при этом первую стадию биоконверсии проводят в температурном интервале 36-39°C в течение 96 часов, вторую - в температурном интервале 55-60°C в течение 24 часов, причем в процессе биоконверсии смесь периодически продувают воздухом в продольном и поперечном направлениях в течение 30 мин через каждые 24 часа, причем одновременно с пшеничными отрубями в первичное биоудобрение вводят калий-натрий виннокислый в количестве 0,1 мас.% смеси и лимонную кислоту также в количестве 0,1 мас.% смеси.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам получения искусственных газов и аммиачного азота из бесподстилочного навоза. Исходный навоз подвергают аэробной переработке с получением биогаза и аммонизированного эффлюента.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ получения газообразного энергоносителя и органоминеральных удобрений из бесподстилочного навоза, согласно которому исходный навоз последовательно подвергается нагреву, предварительному сбраживанию при температуре не менее 42-43°С, механическому разделению на твердую и жидкую фракции с последующими нагревом и обработкой жидкой фракции в анаэробном биофильтре с получением эффлюента и биогаза, причем эффлюент используется в качестве теплоносителя для предварительного нагрева исходного субстрата, а твердая фракция смешивается с негашеной известью, подсушивается и используется для приготовления органоминеральных удобрений. Устройство для получения газообразного энергоносителя и органоминеральных удобрений из бесподстилочного навоза. Изобретения позволяют использовать сочетания процессов аэробной предобработки и анаэробной биофильтрации в условиях внутреннего регенеративного теплообмена между тепловыделяющей аэробной биомассой и теплопотребляющей анаэробной метаногенной иммобилизированной микрофлорой, а также получать низкопотенциальный газообразный теплоноситель, используемый для компенсации внешних теплопотерь анаэробного биофильтра, а также в качестве деаммонизирующего эффлюент агента и теплоносителя при сушке твердой фракции. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх