Номер патенту: 110951

Опубліковано: 10.03.2016

Автор: Шульманн Ян

Є ще 1 сторінка.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб виробництва органічного добрива, що включає гомогенізацію рідких відходів з матеріалом, який підвищує тиксотропію, формування компостної суміші за допомогою покриття натурального лігноцелюлозного сорбуючого матеріалу рідкими відходами, який відрізняється тим, що рідкі відходи, що містять принаймні 20 % маси рідких відходів тваринництва, гомогенізують з агентом в кількості від 360 до 450 г на 1000 кг рідких відходів тваринництва, при цьому агент містить одне або більше похідних крохмалю або похідних целюлози і роздільник, який містить суміш бентоніту і бікарбонату натрію і складає 7-11% маси всієї суміші агента, при цьому компостну суміш формують за допомогою одночасного перемішування, аерації і розкладання за допомогою аеробного бактеріального впливу протягом принаймні чотирьох циклів, де під час першого циклу рідкі відходи наносять на натуральний лігноцелюлозний сорбуючий матеріал однією або декількома порціями і одночасно компостну суміш перемішують, аерують і розкладають за допомогою аеробних бактерій, де масове співвідношення рідких відходів до натурального лігноцелюлозного сорбуючого матеріалу складає 8-10:1, а після спливу 2-4 тижнів, коли температура компостної суміші досягає принаймні50 °С, здійснюють другий цикл, де компостну суміш перемішують, аерують і розкладають за допомогою аеробних бактерій, при цьому у другому циклі у компостну суміш додають рідкі відходи однією або декількома порціями із загальним масовим співвідношенням рідких відходів до початкового натурального лігноцелюлозного сорбуючого матеріалу 6-8:1, а після спливу 2-4 тижнів, коли температура компостної суміші досягає принаймні 50 °С, здійснюють третій цикл, в якому компостну суміш перемішують, аерують і розкладають за допомогою аеробних бактерій, при цьому у третьому циклі у компостну суміш додають рідкі відходи однією або декількома порціями із загальним масовим співвідношенням рідких відходів до початкового натурального лігноцелюлозного сорбуючого матеріалу 4-6:1, а після спливу 2-4 тижнів, коли температура компостної суміші досягає принаймні 50 °С, здійснюють четвертий цикл, в якому компостну суміш перемішують, аерують і розкладають за допомогою аеробних бактерій, при цьому у четвертому циклі у компостну суміш додають рідкі відходи однією або декількома порціями із загальним масовим співвідношенням рідких відходів до початкового натурального лігноцелюлозного сорбуючого матеріалу 2-4:1, а після спливу 2-4 тижнів, коли температура компостної суміші досягає принаймні 50 °С, завершують процес формування компостної суміші, де остаточне масове співвідношення всіх рідких відходів до початкового натурального лігноцелюлозного сорбуючого матеріалу, що використані при формуванні компостної суміші, складає 20-30:1.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що натуральний лігноцелюлозний сорбуючий матеріал вибирають з матеріалів, що включають тільки або в комбінації соломи зернових культур, соломи рапсу, рисової соломи, кукурудзяної соломи, подрібненого деревного матеріалу чи комунальних відходів, комунальних та садових зелених відходів або морських водоростей.

3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що 70 % маси натурального лігноцелюлозного сорбуючого матеріалу складає солома зернових культур, солома рапсу, рисова солома або їх комбінація.

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що рідкі відходи вибирають з категорій, що містять рідкі відходи тваринництва, рідкі відходи харчової промисловості та шлами водоочисних установок міських стічних вод.

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що похідними крохмалю є термічно модифікований окислений крохмаль.

6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що спосіб виробництва органічного добрива є безперервним, і може бути здійснений з використанням компостуючої машини, яка одночасно подрібнює натуральний лігноцелюлозний сорбуючий матеріал, додає рідкі відходи в натуральний лігноцелюлозний сорбуючий матеріал, аерує суміш, яка одночасно розкладається за допомогою аеробних бактерій, і де коливання температури протягом кожного циклу зменшується і співвідношення рідких відходів до сорбуючого матеріалу може складати мінімум 25:1.

Текст

Дивитися

Реферат: Винахід належить до області виробництва органічного добрива. Заявлено спосіб виробництва органічного добрива, яке виробляють за допомогою компостування натурального лігноцелюлозного матеріалу і рідких відходів, особливо від виробництва тваринницької продукції. Органічне добриво виробляють шляхом покриття сорбуючого матеріалу рідкими відходами, якими є рідкі відходи тваринництва або рідкі відходи харчової промисловості, або шлами водоочисних установок. Рідкі відходи містять мінімум 20 % маси рідких відходів тваринництва, які гомогенізують з агентом, який складається з матеріалів, основаних та похідних крохмалю або похідних целюлози, які підвищують тиксотропію і поверхневе натяжіння цих рідких відходів, і роздільників, які містять суміш бентоніту і бікарбонату натрію, які запобігають утворенню грудок і підвищують розчинність похідних крохмалю або целюлози. Сорбуючий матеріал разом з рідкими відходами перемішують, аерують та розкладають за допомогою аеробної бактеріальної дії упродовж принаймні чотирьох циклів. UA 110951 C2 (12) UA 110951 C2 UA 110951 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Область техніки Винахід належить до області до виробництва органічного добрива, що основане на натуральному лігноцелюлозному матеріалі та рідких відходах, наприклад, від сільськогосподарського виробництва або виробництва тваринницької продукції, та може бути застосований у сільському господарстві. Рівень техніки Відомо, що залишки рослин розкладаються та утворюють гумус. Гумус поліпшує живлення рослин за допомогою повільного виділення азоту, фосфору і різних мікроелементів. Гумус також розкладає ґрунтові мінерали, поліпшує структуру ґрунту і водоутримання у ґрунті, тоді як його темний колір підвищує температурну чутливість. Гумус має набагато більшу біологічну активність, ніж мінеральні добрива. Звичайно гумус виробляється з суміші соломи і екскрементів тварин, яка розкладається у ґрунті за допомогою різних мікроорганізмів, черв'яків, комах та личинок. Не зважаючи на те, що промислове виробництво гумусу часто здійснюється за допомогою машинного устаткування, його специфічний запах робить його неприємним. Відомі сучасні состави компосту, що можуть бути виготовлені з таких рослинних відходів, як солома, сіно, рослинні комунальні відходи, харчові і побутові відходи, шлам водоочисних установок, деревні частки та тирса. Аеробні процеси розкладення призводять до компостування біологічних матеріалів. Для якісного розкладення матеріалів, що компостуються, важливо підтримувати необхідну кількість вологи у компості, забезпечити доступ повітря до матеріалів і підтримувати відповідне співвідношення вуглецю і азоту. Вологість компосту пов’язана зі ступенем вологості повітря. Якщо компост занадто вологий, він не отримує достатнього доступу повітря, яке необхідне для аеробних мікроорганізмів. Тоді відбувається анаеробне розкладення, що призводить до небажаного утворення неприємно пахучої цвілої речовини. Співвідношення C:N (вуглець : азот) впливає на інтенсивність активності мікроорганізмів, і таким чином на час дозрівання компосту і утворення гумусного матеріалу. Оптимальним є C:N=20 або 30:1. Відомий спосіб отримання добрива шляхом додавання ґрунту у компост, що допомагає утримати вологу та зменшити неприємний запах. Відомий спосіб, коли перед компостуванням рослинний матеріал подрібнюють. Подрібнення підвищує доступ мікроорганізмів та повітря до рослинного матеріалу. Відомий спосіб, коли матеріал, що компостується, піддається аерації та гомогенізації для забезпечення доступу повітря. Відомо, що у звичайних умовах процес розкладення займає 3-4 тижні. Дія мікроорганізмів призводить до підвищення температури у компості у діапазоні наприклад від 50° до 70 °C, поки цукор, крохмаль та протеїни, які містяться у органічній речовині, розкладаються. Температура знижується приблизно у продовж від четвертого до десятого тижня і компост набуває коричневого кольору та рихлої структури. Сучасні виробники компосту переробляють у процесі виробництва комунальні відходи, комунальні зелені відходи і шлами водоочисних установок, що біологічно розкладаються. Загальновідомі проблеми, які виникають з рідкими відходами, що призводять до органічного забруднення, особливо гнойова рідота – рідкі відходи тваринницьких ферм. Такі відходи надають шкідливу дію навколишньому середовищу та є серйозною екологічною проблемою. На сьогоднішній день не існує надійного способу утилізації або переробки цих відходів. Наприклад, відомо, що гнойова рідота тваринництва застосовується на полях, при цьому застосовуються або анаеробні біологічні процеси у біогазових перегнівачах або аеробні біологічні процеси в очисних установках. Застосування анаеробних процесів є найбільш поширеним у сільськогосподарській практиці. Однак таке застосування має серйозні екологічні та економічні недоліки, такі як: - Забруднення значної території органічним і неорганічним матеріалом - Загроза забруднення водних ресурсів - Неприємний запах, що поширюється на значні території - Більша частина поживної цінності гнойової рідоти втрачається при вимиванні, що призводить до необхідного застосування промислових добрив, які також згодом частково вимиваються, значно знижуючи ефект їх поживних речовин. Анаеробні системи зазвичай пов’язані з виробництвом біогазу, що спричиняє великі капіталовкладення. Крім капіталовкладень ці системи спричиняють високі експлуатаційні витрати. 1 UA 110951 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Аеробні системи потребують великих капіталовкладень у будівництво аеробних резервуарів та придбання аеробного устаткування. Основним недоліком цих систем є те, що їх очищаючий ефект залежить від температури навколишнього середовища. Аеробні технології працюють ненадійно у зимових умовах і очистка є неефективною. У варіантах виконання, описаних у Патенті № CZ266152, вода насичується активованим вугіллям або активованим вугіллям у комбінації з бентонітом. У відповідності до Патенту CZ266153 вода може бути насичена гідроксидом або оксидом кальцію. Відомий спосіб виробництва органічного добрива шляхом утилізації рідких відходів, як описано у Патенті CZ 277555, особливо від харчової промисловості і виробництва тваринницької продукції, у якому рідкі відходи гомогенізуються з матеріалом, який підвищує тиксотропію, і активуються водоочисними установками. Ця суміш наноситься однією або кількома порціями на сорбуючий матеріал під час аерації у масовому відношенні від 8 до 10 частин відходів до однієї частини сорбуючого матеріалу. Відповідними сорбуючими матеріалами можуть бути солома, кукурудзяна солома, подрібнені деревинні матеріали або сільськогосподарські відходи. Недоліком цього способу є мале співвідношення рідких відходів, що утилізуються, до сорбуючого матеріалу (8-10:1). В основу винаходу поставлена задача створення такого способу виробництва органічного добрива, в якому за рахунок використання компостування натурального лігноцелюлозного матеріалу і рідких відходів при певному співвідношенні досягається усунення негативного екологічного впливу на навколишнє середовище, максимальне збереження поживної цінності гнойової рідоти при невеликих капіталовкладеннях. У різних варіантах виконання спосіб виробництва органічного добрива, що пропонується, надає реальні можливості усунення негативної екологічної дії. Використання цього субстрату для ефективного удобрення може призводити до природного відновлення якості ґрунту і зменшення забруднення ґрунтових вод. Детальний опис Далі описується органічне добриво і спосіб його виробництва. Органічне добриво, вироблене за допомогою компостування натурального лігноцелюлозного матеріалу і рідких відходів, особливо, від виробництва тваринницької продукції, містить мінімум 35% маси сухої речовини, 25% маси органічного матеріалу, мінімум 20% маси гумусу і 1,5 маси азоту. Біологічно активний гумус, утворений за допомогою мікробіологічної активності, може бути виміряний за допомогою визначення кількості органічної речовини у суміші. У різних варіантах виконання кількість органічної речовини може бути визначена за допомогою виміряння коксу, окисленого сіркою і оксидом хрому, з використанням коефіцієнту 1,7. Органічне добриво може бути вироблене за допомогою покриття сорбуючого матеріалу рідкими відходами, які містять принаймні 20% маси рідких відходів тваринництва, гомогенізованих агентом для утворення суміші. Такими агентами можуть бути такі матеріали, як похідні крохмалю або похідні целюлози, які збільшують тиксотропію і поверхневе натяжіння рідких відходів і роздільників. Роздільники можуть бути розроблені таким чином, щоб запобігати утворенню грудок і підвищити розчинність похідних крохмалю або целюлози. Отримана суміш перемішується, аерується і розкладається за допомогою аеробної бактеріальної дії у продовж принаймні чотирьох циклів. У продовж першого циклу рідкі відходи наносяться на сорбуючий матеріал однією або кількома порціями, і потім суміш перемішується іаерується. Співвідношення маси рідких відходів і сорбуючого матеріалу складає 8-10 частин маси рідких відходів до 1 частини маси сорбуючого матеріалу. У деяких варіантах, коли температура досягає принаймні приблизно 50 °C і стікання 2-4 тижнів, матеріал перемішується у другому циклі з додаванням рідких відходів з загальним співвідношенням маси до початкового сорбуючого матеріалу від 6 до 8 : 1 і аерацією. Після стікання 2-4 тижнів, у залежності від кліматичних умов, коли температура компостної суміші досягає принаймні приблизно 50 °C, можна проводити третій та четвертий цикли. У третьому циклі матеріал, що компостується, перемішується з однією або кількома порціями рідких відходів з загальним співвідношенням маси до початкового сорбуючого матеріалу від 4 до 6 : 1. У четвертому циклі загальне співвідношення маси складає від 2 до 4 : 1. Коли процес закінчується, остаточне співвідношення маси модифікованих рідких відходів до початкового сорбуючого матеріалу складає десь між 20 : 1 та 30 : 1. Гнойова рідота тваринництва може бути змішана з рідкими відходами харчової промисловості або з комунальними рідкими відходами. У різних варіантах виконання рідкі відходи мають вміст миючих засобів та/або дезінфікуючих засобів не більше 0,01%. 2 UA 110951 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 У різних варіантах виконання сорбуючий матеріал може бути вибраний з групи матеріалів, таких як солома зернових культур, солома рапсу, рисова солома та кукурудзяна солома. До 30% цих матеріалів може бути замінено подрібненим деревинним матеріалом або комунальними відходами, комунальними або садовими зеленими відходами, іншими кукурудзяними відходами або морськими водоростями. У різних варіантах виконання, у якості матеріалу, який підвищує тиксотропію і поверхневе натяжіння, може бути використаний термічно модифікований окислений крохмаль у кількості від 360 до 450 г/1000 кг рідких відходів тваринництва. У якості роздільника може також застосовуватися суміш бентоніту і бікарбонату натрію. Процес компостування може бути періодичним або безперервним. Безперервне компостування може бути виконане за допомогою використання компостуючої машини, такої як обертальник валків. Компостуючі машини можуть подрібнювати сорбуючий матеріал, вводити та/або змішувати рідкі відходи з сорбуючим матеріалом, і одночасно аерувати суміш. Коливання температури у продовж кожного циклу зменшується і співвідношення рідких відходів до сорбуючого матеріалу може складати мінімум 25 : 1. У різних варіантах виконання, рідкі відходи тваринництва складаються з суспензії неперетравлених харчових залишків у водній фазі. Вміст сухої речовини може залежати від таких показників, як види харчових продуктів, технологій кормління і поїння, що використовуються, і т.і. Вміст сухої речовини зазвичай складає у межах від 8 до 15 % маси для крупного рогатого скота, від 3 до 12% маси для свиней і від 10 до 25% маси для свійської птиці. Вміст різних хімічних речовин може змінюватися якісно і кількісно. Важливі з точки зору подальшого ефекту удобрення хімічні речовини знаходяться в усіх видах рідких відходів тваринництва. Такі речовини включають сечовину і аміак, утворений з неї, а також фосфор, калій, магній, кальцій та інші органічні речовини. Супроводжуючим фізичним ефектом є аміачний випар з деякими органічними матеріалами, а саме жирними кислотами, що викликають специфічний запах. Хімічні та фізичні характеристики з часом змінюються. Ці зміни головним чином обумовлені мікробіологічними процесами, що відбуваються. Свіжі рідкі відходи з тваринницьких ферм мають величину рН близько 7, і містять ферменти уреази, які вивільнюють аміак з сечовини. Низькомолекулярні жирні кислоти випаровуються разом з аміаком і викликають специфічний запах. Експериментально було виявлено, що випар аміаку і жирних кислот можна зменшити за допомогою додавання похідного крохмалю або целюлози. Похідні крохмалю або целюлози підвищують поверхневе натяжіння, збільшують тиксотропію, щільність і зчеплення рідких відходів тваринництва з сорбуючим матеріалом. Такі речовини неможливо легко розчинити у рідині, що негативно впливає на розчинність. Для покращення розчинності ці речовини можна змішувати з роздільниками, такими як бентоніт і бікарбонат натрію. Дія агентів, що додаються у рідкі відходи тваринництва, забезпечує три важливих складові властивостей. Головним чином агенти регулюють поверхневе натяжіння, тиксотропію і в'язкість гнойової рідоти, що призводить до значного збільшення в'яжучих властивостей з сорбуючим матеріалом. Ці агенти також підвищують активність мікрофлори у рідких відходах тваринництва. За допомогою додавання полісахаридів збільшується динамічне зростання бактерій. Бактеріальне зростання використовується у аеробній ферментації лігноцелюлозних сорбуючих матеріалів. Нарешті, але це не є обмеженням, ці агенти зменшують специфічний запах, який супроводжує переробку рідких відходів тваринництва і обмежують втрату азоту із-за випару аміаку. Мікроорганізми, що швидко розмножуються, продовжують розвиватися на цьому живильному середовищі, що містить агент. Бактерії сімейства Bacterioidaceae та Peptococcaceae здатні розкладати целюлозу і це є їх функцією у травному тракті сільськогосподарських тварин. Розмноження бактерій сімейства Bacterioidaceae та Peptococcaceae на початку розкладення підтримується за допомогою присутності кисню. Процес ферментації лігноцелюлозної речовини призводить до швидкого підвищення температури та зменшенню води, так як вода випаровується і використовується мікроорганізмами, що розмножуються. У процесі ферментації аміачний азот перетворюється у органічний комплекс, і при мікробіологічному руйнуванні лігнози аміачний азот перетворюється у органічний комплекс, що призводить до появи гуміну із сорбуючого матеріалу. У деяких варіантах виконання, принаймні 20% рідких відходів тваринництва повинні мати строк давності не більше 2 місяців (або 30% у зимові місяці) для того, щоб забезпечити умови для успішного процесу ферментації, який перетворює рідкі відходи тваринництва у субстрат, що 3 UA 110951 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 удобрює. При використанні рідких відходів тваринництва більшого строку давності втрачається швидкість мікробіологічних процесів розщеплювання на 30% кожен день. При використанні рідких відходів більшого строку давності також відбувається втрата азоту із-за випару аміаку. Це призводить до більш низького вмісту азоту у кінцевому органічному добриві і знижує ефективність матеріалу у якості добрива. Під час першого нанесення рідких відходів на органічний сорбуючий матеріал, такий як солома, кукурудзяна солома або деревна тирса, співвідношення рідких відходів до сорбенту може залежати від сорбуючого матеріалу, що використовується. Під час першої фази насичення співвідношення може досягати від 4 до 7 частин маси рідких відходів тваринництва до 1 частини тирси. Для соломи співвідношення рідкі відходи тваринництва : солома може складати від 7:1 до 10:1 маси. Не зважаючи на те, що суміш має характеристики добрива уже після першого циклу, сорбуючий матеріал не повністю розкладається і сорбуюча властивість не вичерпана. Може бути добавлена ще одна доза рідких відходів. Температурний пік знаходиться у діапазоні між 50 °C та 70 °C. Це призводить до знищення/інактивації патогенних та умовно патогенних мікроорганізмів і насіння сорних рослин. Це також призводить до підвищення вмісту поживних речовин, особливо азоту, який утримується у органічному комплексі, вміст аміачного азоту складає менш ніж 3% від загальної кількості азоту. Це також призводить до підвищення гумінових кислот, що виникають внаслідок розкладення лігноцелюлозного матеріалу при сприятливо зростаючих температурах. Більш високий вміст гумінових кислот покращує передачу поживних речовин від ґрунту до рослин. Деякі фракції гумінових кислот, утворені солями важких металів, не розчинні у воді і уповільнюють циркуляцію важких металів у харчовому ланцюгу. Аміачний азот перетворюється у водонерозчинний органічний комплекс, що означає відсутність або незначну втрату поживних речовин під час зберігання. Регулювання тиксотропних характеристик рідких відходів підвищує щільність та адгезійну здатність сорбуючого матеріалу. Похідні целюлози і крохмалю є переважними. Вироблене органічне добриво може зберігатися на полях і може заміняти або радикально обмежити застосування стандартних промислових добрив. Проведені експерименти підтверджують збільшення зростання рослинності або збільшення об’єму продукції на 20-25%. Кінцевий продукт органічного добрива відновлює біологічний баланс у ґрунті і кількість гумусу. При його застосуванні продукт удобрення знижує або запобігає проникненню азотних та інших неорганічних речовин у ресурси підземних вод. Кінцеве органічне добриво підтримує сприятливу відносну вологу у ґрунті. Під час виробництва органічного добрива насіння сорних рослин знищуються за допомогою процесу ферментації. Виробництво органічного добрива дозволяє утилізувати рідкі відходи тваринництва за допомогою перетворення рідких відходів тваринництва, або їх суміш з комунальними рідкими відходами, у твердий субстрат. Неприємний запах усувається під час переробки рідких відходів, та їх поживні речовини зберігаються у твердому органічному добриві. Органічне добриво може бути використане у відповідності з часовими потребами сільськогосподарської практики. Виробництво органічного добрива може бути здійснено поблизу тваринницьких ферм. У інших варіантах виконання можлива переробка інших рідких відходів органічного забруднення. Приклади. Наступні приклади надані тільки з метою демонстрації, та не призначені для обмеження варіантів виконання винаходу. Приклад 1. Гнойова рідота свиней з 5% вмістом сухої речовини була змішана з 400 г агента на 1 метричну тону рідких відходів. Агентом виступала тиксотропна речовина, яка містила 89% від маси доданого термічно стабілізованого окисленого крохмалю, 6% від маси бентоніту та 5% від маси бікарбонату натрію. Рідкі відходи перемішувались у продовж 2 годин з тиксотропним агентом. Модифіковані рідкі відходи були нанесені на солому рапсу і зернових культур у співвідношенні 10 : 1 від маси, поки суміш безперервно аерувалася. Процес ферментації почався після стікання 27 годин. Після стікання 4 днів, коли температура навколишнього середовища досягла 20 °C, температура всередині компостуємого матеріалу досягла 62 °C. У продовж наступного циклу, додаткова кількість модифікованих рідких відходів була нанесена на суміш, що компостується, у співвідношенні 8 : 1 від маси до початкового сорбуючого матеріалу, 4 UA 110951 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 поки суміш безперервно аерувалась. У межах двадцяти годин температура суміші, що компостується, досягла 65 °C. Після стікання ще 14 днів і при постійній аерації додаткова кількість модифікованих рідких відходів була нанесена на суміш, що компостується, у співвідношенні 5 : 1 від маси до початкового сорбуючого матеріалу. Четвертий цикл був повторений знову після стікання трьох тижнів. Ще раз додаткова кількість рідких відходів була нанесена на суміш, що компостується, у співвідношенні 4 : 1 від маси до початкового сорбуючого матеріалу. В загалі, 31 частина маси рідких відходів була нанесена на 1 частину сорбуючого матеріалу. 20% гнойової рідоти свиней було замінено у другому та четвертому циклах іншими рідкими відходами сільськогосподарського виробництва і рідкими відходами виробництва картопляних чіпсів. Органічне добриво містило 37% маси сухої речовини, 25% маси органічних речовин, 22% маси гумусу і 2% маси азоту. Для того, щоб зберегти поживну цінність, рідкі відходи тваринництва слід переробляти у продовж 14 днів. Перемішування може бути здійснено будь-яким спосібом, відомим з рівня техніки, включаючи насоси та/або міксери. Модифікована гнойова рідота може бути потім транспортована та/або нанесена на сорбуючий матеріал у будь-якій формі, такій як контейнери (наприклад, у пересувних цистернах). Перемішування сорбуючого матеріалу з нанесеною гнойовою рідиною може бути здійснене механічним шляхом, таким як використання грунтофрезу, який тягне трактор. Фронтальний навантажувач може бути використаний для транспортування сорбуючого матеріалу та кінцевого субстрату. Процес може бути здійснений безпосередньо на полі, та кінцеве органічне добриво може зберігатися для застосування у майбутньому. Витіку гнойової рідоти не відбувається, і весь процес може бути здійснений навіть у несприятливих погодних умовах (наприклад, дощ, сніг, температура до -15 °C). Якщо місцевість занадто волога або недоступна для важкого устаткування, процес може бути здійснений на твердій поверхні, у порожній силосній траншеї або у будь-якому іншому подібному місці. Під час виробництва органічного добрива у відповідності до цього винаходу, вапняк або інші складові можуть бути додані у суміш, що компостується. Приклад 2. Весь спосіб виробництва органічного добрива був безперервним. Рідкі відходи були перемішані з сорбуючим матеріалом під час одночасної аерації суміші, коливання температури у продовж кожного циклу було знижене. Суміш сільськогосподарських і комунальних відходів була використана у якості сорбуючого матеріалу у масовому співвідношенні 1:1. Для початку процесу компостування було використано 100% гомогенізованої гнойової рідоти свиней з агентом, який містив термічно стабілізований крохмаль з 3% від маси бентоніту і 4% бікарбонату натрію. Дві тони обробленої гнойової рідоти свиней було нанесено порціями у продовж одного дня на 1 метричну тону сорбуючого матеріалу. Далі були нанесені шлами водоочисних установок, змішані з гнойовою рідотою свиней у масовому співвідношенні 6:4. Кінцева суміш містила дозу рідкої фази до сорбуючого матеріалу у співвідношенні 25:1 маси. Кінцеве органічне добриво містило 35% маси сухої речовини, 25% маси органічного матеріалу, 20% маси гумусу та 2,5% маси азоту. Ефективність процесу компостування може залежати від фізичних характеристик сорбуючого матеріалу. Наприклад, ефективність процесу компостування може залежати від розміру його поверхні, що контактує з повітрям та рідиною, а також від його хімічного складу. Ефективність може також залежати від мікробіологічного і хімічного складу рідких відходів, та від погодних умов. Наприклад, деревна стружка має меншу поверхню контакту з повітрям та рідиною, ніж солома, а отже процес розкладення відбувається повільніше, а комунальні відходи мають більш низьку ферментну активність, ніж рідкі відходи тваринництва. Дози добрива можуть бути розроблені у поєднанні з іншими матеріалами. Наприклад, описаний тут состав може бути скомбінований з промисловим добривом. Можливе використання до 5% дози промислового добрива, що зазвичай застосовується, і заміна залишкової частини органічним добривом у співвідношенні між 1:8 та 1:10. Це означає, що 100 кг промислового добрива може бути замінено органічним добривом у кількості від 800 кг до 1000 кг. Як описано вище, органічне добриво може бути розроблене спеціально у відповідності до специфічних особливостей ґрунту для того, щоб досягти найліпшого ефекту удобрення. Органічне добриво може бути різним чином застосоване на ґрунті. Також агротехнічний період застосування може змінюватися. У різних варіантах виконання, органічне добриво може бути заорене у ґрунт, нанесене без заорювання (наприклад, за допомогою комбінатора або дискового культиватора), або рознесене по поверхні без негайного введення у ґрунт. Втрата 5 UA 110951 C2 5 10 15 20 поживних речовин, особливо азоту, мінімальна, або взагалі не має місця, коли добре витримане органічне добриво стабілізоване та до 99% азоту з’єднане з органічними речовинами. Існуюча деградація ґрунту із-за надмірного удобрення промисловими добривами, а також застосування рідких відходів тваринництва на великих територіях може досягти критичної негативної точки. Одночасно забруднюються водні ресурси. Цілісність водогосподарської системи на великих територіях може бути поставлена під загрозу. Запропоноване виробництво органічного добрива надає у даному сенсі реальну можливість усунення негативного впливу на екологію застосування на полях гнойової рідоти тваринництва і у той самий час надмірного удобрення промисловими добривами. Застосування цього органічного добрива вирішує ці дві актуальні екологічні проблеми, призводить до природного відновлення якості ґрунту і зменшує забруднення водних ресурсів. Промислове застосування. Органічне добриво, основане на натуральних лігноцелюлозних матеріалах і рідких відходах, а саме на гнойовій рідоті від виробництва тваринницької продукції, і процес його виробництва застосовні у сільськогосподарській та харчовій промисловості. Джерела інформації:. 1. Патент на винахід Чехії № CZ266152, МПК С02F 1/28, опубл. 11.04.1989р. 2. Патент на винахід Чехії № CZ266153, МПК С02F 1/28, опубл. 11.04.1989р. 3. Патент на винахід Чехії № CZ277555, МПК С02F 1/00, С02F 1/28, С02F 3/12, С05F 7/00, опубл. 17.02.1993р. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Спосіб виробництва органічного добрива, що включає гомогенізацію рідких відходів з матеріалом, який підвищує тиксотропію, формування компостної суміші за допомогою покриття натурального лігноцелюлозного сорбуючого матеріалу рідкими відходами, який відрізняється тим, що рідкі відходи, що містять принаймні 20 % маси рідких відходів тваринництва, гомогенізують з агентом в кількості від 360 до 450 г на 1000 кг рідких відходів тваринництва, при цьому агент містить одне або більше похідних крохмалю або похідних целюлози і роздільник, який містить суміш бентоніту і бікарбонату натрію і складає 7-11 % маси всієї суміші агента, при цьому компостну суміш формують за допомогою одночасного перемішування, аерації і розкладання за допомогою аеробного бактеріального впливу протягом принаймні чотирьох циклів, де під час першого циклу рідкі відходи наносять на натуральний лігноцелюлозний сорбуючий матеріал однією або декількома порціями і одночасно компостну суміш перемішують, аерують і розкладають за допомогою аеробних бактерій, де масове співвідношення рідких відходів до натурального лігноцелюлозного сорбуючогоматеріалу складає 8-10:1, а після спливу 2-4 тижнів, коли температура компостної суміші досягає принаймні 50 °С, здійснюють другий цикл, де компостну суміш перемішують, аерують і розкладають за допомогою аеробних бактерій, при цьому у другому циклі у компостну суміш додають рідкі відходи однією або декількома порціями із загальним масовим співвідношенням рідких відходів до початкового натурального лігноцелюлозного сорбуючого матеріалу 6-8:1, а після спливу 2-4 тижнів, коли температура компостної суміші досягає принаймні 50 °С, здійснюють третій цикл, в якому компостну суміш перемішують, аерують і розкладають за допомогою аеробних бактерій, при цьому у третьому циклі у компостну суміш додають рідкі відходи однією або декількома порціями із загальним масовим співвідношенням рідких відходів до початкового натурального лігноцелюлозного сорбуючого матеріалу 4-6:1, а після спливу 2-4 тижнів, коли температура компостної суміші досягає принаймні 50 °С, здійснюють четвертий цикл, в якому компостну суміш перемішують, аерують і розкладають за допомогою аеробних бактерій, при цьому у четвертому циклі у компостну суміш додають рідкі відходи однією або декількома порціями із загальним масовим співвідношенням рідких відходів до початкового натурального лігноцелюлозного сорбуючого матеріалу 2-4:1, а після спливу 2-4 тижнів, коли температура компостної суміші досягає принаймні 50 °С, завершують процес формування компостної суміші, де остаточне масове співвідношення всіх рідких відходів до початкового натурального лігноцелюлозного сорбуючого матеріалу, що використані при формуванні компостної суміші, складає 20-30:1. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що натуральний лігноцелюлозний сорбуючий матеріал вибирають з матеріалів, що включають тільки або в комбінації соломи зернових культур, соломи рапсу, рисової соломи, кукурудзяної соломи, подрібненого деревного матеріалу чи комунальних відходів, комунальних та садових зелених відходів або морських водоростей. 6 UA 110951 C2 5 10 15 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що 70 % маси натурального лігноцелюлозного сорбуючого матеріалу складає солома зернових культур, солома рапсу, рисова солома або їх комбінація. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що рідкі відходи вибирають з категорій, що містять рідкі відходи тваринництва, рідкі відходи харчової промисловості та шлами водоочисних установок міських стічних вод. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що похідними крохмалю є термічно модифікований окислений крохмаль. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що спосіб виробництва органічного добрива є безперервним, і може бути здійснений з використанням компостуючої машини, яка одночасно подрібнює натуральний лігноцелюлозний сорбуючий матеріал, додає рідкі відходи в натуральний лігноцелюлозний сорбуючий матеріал, аерує суміш, яка одночасно розкладається за допомогою аеробних бактерій, і де коливання температури протягом кожного циклу зменшується і співвідношення рідких відходів до сорбуючого матеріалу може складати мінімум 25:1. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Organic fertilizer and method of its production

Автори англійською

Schulmann, Jan

Автори російською

Шульманн Ян

МПК / Мітки

МПК: C02F 3/30, C05F 7/00, C05D 9/00, C05F 17/00

Мітки: органічного, спосіб, виробництва, добрива

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/9-110951-sposib-virobnictva-organichnogo-dobriva.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб виробництва органічного добрива</a>

Подібні патенти