Спосіб одержання органо-мінерального добрива

Реферат: Спосіб одержання органо-мінерального добрива з посліду птиці шляхом змішування його із сумішшю триосновних кислот - лимонної і борної та з цільовими добавками і подальшим сушінням при температурі 60-65 °C. Як цільові добавки використовують лігнін гідролізний у кількості 50-200 г/кг посліду та червоний шлам у кількості 20-100 г/кг посліду. UA 108158 U (12) UA 108158 U UA 108158 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до сільського господарства, зокрема до птахівництва, а саме до одержання органо-мінерального добрива з посліду птиці, лігніну гідролізного, червоного шламу, і може бути використана як добриво для сільськогосподарських культур. Відомо використання лігноцелюлозної складової при отриманні органо-мінеральних добрив [RU № 2420500 С1. МПК C05F 11/02, C05F 11/06, 2011]. Високотоксичні відходи сільськогосподарського виробництва (свинячий гній і пташиний послід) змішують з каустобіолітами вугільного ряду, мінеральними добривами, лугами, лігноцелюлозною складовою і проводять знезараження при температурі 75-90 °C шляхом кавітаційного диспергування, зневоднення і передачу на гранулювання. Недоліком способу є технологічна складність в одержанні органо-мінерального добрива, яка полягає в тому, що спочатку одержують гумінові похідні у вигляді гуматів шляхом кавітаційного диспергування у водному розчині лугів при температурі 75-90 °C, потім одержують лігноцелюлозну складову швидкої дії шляхом кавітаційного ферментаційного диспергування сировини у водному розчині з додаванням закваски з термофільних бактерій за участю хімічної та каталітичної ферментації або лігноцелюлозну складову пролонгованої дії шляхом кавітаційного диспергування сировини у водному розчині мінеральних добрив та мікроелементів і в кінці додають свинячий гній або пташиний послід при температурі 75-90 °C. Крім цього, зневоднення органомінеральної суспензії проводять шляхом розпилення нагрітої до 75-90 °C суспензії у вакуумі з організацією вибухового кипіння, тонкого розпилення і швидкого зневоднення. Відомо спосіб утилізації целллозовмісних відходів [RU № 2488997 С1. МПК А01K 67/033, C05F 11/08, C05F 9/04/ 2013], за яким проводять попередню пероральну інокуляцію дощових черв'яків Eisenia fetida інсуліновим шприцом з спиляні вістрям голки суспензією міцелію і спор целллозоруйнівного штаму тижневої культури грибів Trichoderma viride з вмістом у ній колонієутворюючих одиниць в кількості 103 КУО /мл в кількості 0,05 мл або добове витримування черв'яків в субстраті, просоченому такою суспензією. Недоліком способу є невисока продуктивність дощових черв'яків і використання великих площ для його здійснення при промисловому виробництві. Відомо спосіб виробництва добрив з лігноцелюлозного матеріалу [RU № 2454386, C05G 1/00, C05F 11/00, 2012], за яким вихідна сировина - очерет, та/або бур'ян, та/або солома, та/або опіл, та/або торф - подрібнюють при одночасному тепловому впливі і тиску 3-50 МПа, при цьому обробку проводять в змішувачі при напрузі зсуву, рівному 0,03-3 Η/мм, при температурі 130150 °C у присутності вапна Са (ОН)2, що вводиться в кількості 2-10 % від абсолютно сухої речовини лігноцелюлозного матеріалу, і, як мінімум, однієї солі в кількості від 3 до 10 % від абсолютно сухої речовини лігноцелюлозного матеріалу, при вологості лігноцелюлозного матеріалу не менше 20 %. Недоліком способу є відсутність органічних компонентів типу посліду птиці або гною свиней, ВРХ і т.п., тобто низька ефективність добрива, тому у способі відсутні дані про зміст ΝΡΚ в добриві. Відомо використання лігніну у способі одержання комплексного органо-мінерального добрива [RU № 2093498 С1, МПК C05F 3/00, C05G 1/00, 1997], за яким пташиний послід, наприклад курячий, або гній, наприклад свинячий, обробляють при перемішуванні водним розчином формальдегіду з розрахунку 0,001-0,03 мас.д. формальдегіду на 1 мас.д. посліду або гною, потім аміачною водою з розрахунку 40 % аміаку від маси завантаженого формальдегіду і змішують з відходами з розрахунку 1 мас.д. посліду або гною з 0,01-0,06 мас.д. піритним огарком та/або 0,1-1,0 мас.д. лігніну або деревної кори або 0,1-0,5 мас.д. торфу або деревної тирси або гіпсу або фосфогіпсу та/або 0,05-0,1 мас.д. мінерального добрива, наприклад фосфоритного борошна та/або хлористого калію. Недоліком способу є використання токсичних реагентів - формаліну, водного аміаку, не розшифрований склад мікроелементів у піритному огарку. Відомо спосіб використання будь-якого вологоємного целюлозо(лігнін)вмісного матеріалу при одержанні органо-мінеральних добрив [RU № 94014671 А, МПК C05F 3/00, C05G 1/00, 1997], за яким органічні відходи змішують з формаліном, сечовиною, фосфор та калійвмісними компонентами і цільової добавкою, як таку використовують будь-який вологоємний целюлозо(лігнін)вмісний матеріал, наприклад тирсу, різану солому, торф, лузгу, подрібнену деревну кору, відходи паперу або їх суміш. З отриманої суміші пресують брикети, які також використовують як цільову добавку. Недоліками способу є використання токсичного формаліну, малопродуктивна сушка брикетів в штабелях і їх повторне розмочування в органічних відходах. 1 UA 108158 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Відомо використання гідролізного лігніну для одержання органо-мінерального добрива [RU 2001105424, C05F 11/00, C05F 11/08, 2003] у способі, за яким гідролізний лігнін змішують з вапняними матеріалами і муловими осадами стічних вод у ваговому співвідношенні компонентів 1:0,05:0,4 з добавкою водного розчину консорціуму молочнокислих бактерій Lactobacillus sp., Streptococcus sp. і азотфіксуючих мікроорганізмів - Azotobacter chroococcum при їх ваговому співвідношенні 1:200+1:100. Недоліком способу є невисока продуктивність молочнокислих бактерій і азотфіксуючих мікроорганізмів. Відомо використання модифікованого гідролізного лігніну для одержання органомінерального добрива [RU № 2054404 С1. МПК C05G 3/00, C05F 11/02, 1996. UA 6955, C05G 3/00, C05F 11/02, 1995], до складу якого входить органічний компонент, мінеральний компонент (N, Р, K, Mg) і мікроелементи (Мо, Μn) (азот, форфор, калій, магній і мікроелементи - молібден і марганець), а також кальцій, сірка елементарна, хлорхолінхлорид, диметилсульфоксид і зв'язуюче. Як органічний компонент використовують модифікований гідролізний лігнін, в якому вуглець гумусний становить 25-46 мас. % від С загального при наступному співвідношенні діючих речовин в добриві, мас. %: азот 8-14; фосфор 6-9; калій 6-9; кальцій 20-28; магній 2,33,2; сірка елементарна 2,7-4,0; молібден 0,04-0,06; марганець 0,13-0,20; хлорхолінхлорид 0,430,54; диметилсульфоксид 1,4-2,0; модифікований гідролізний лігнін 32-47. Недоліком способу використання токсичних продуктів - хлорхолінхлориду в кількості 0,430,54 % і диметилсульфоксиду в кількості 1,4-2,0 %. Відомо спосіб одержання добрива з відходів гідролізно-дріжджових відходів лігніну [RU № 2039030, C05F, 1995] за яким гідролізний лігнін піддають обробці 5 %-ною азотною кислотою при 50-150 °C з подальшою амонізацією і компостуванням нейтралізованого лігніну з торфом при масовому співвідношенні 1: 3. При проведенні процесу цим способом нейтралізований лігнін містить, мас. вуглець 37,3; азот 2,9 % фосфор 0,2; калій 0,1. Співвідношення азоту до вуглецю, як одного з найважливіших показників якості органічних добрив, в даному продукті найбільш сприятливе і становить 1:13. Після компостування готовий компост містить, мас. вуглець 41, азот 2,1, фосфор 0,3, калій 0,2. Співвідношення вуглецю до азоту 1:19. Недоліками способу є використання агресивної азотної кислоти при високих температурах та аміаку, для чого потрібна наявність спеціального обладнання через сильну корозію, а використання процесу компостування з торфом знижує продуктивність виробництва, тому що процес компостування проходить мінімум за 3-6 місяців. Відомо способ утилізації червоного шламу [UA № 29544, В09В 3/00, С22В 7/04, С04В 18/04, С04В 7/32, С04В 28/18, 2000], за яким технологію удосконалено шляхом знаходження оптимального сполучення інтенсифікації процесу термічної обробки з якісним складом сировини, що оброблюється, в результаті чого досягається максимальне використання червоного шламу, спрощується сам спосіб переробки та збільшується вихід корисної продукції. Недоліком способу є наявність у технології термічної обробки червоного шламу та відсутність можливості після такої обробки, використати його як добавку для органомінерального добрива. Відомо спосіб переробки корисних шламів глиноземного виробництва [RU № 2480412. МПК C01F 7/02, С22В 59/00, В03С 1/00, В03В 7/00, 2013], який включає отримання пульпи червоного шламу, вилучення та концентрування цінних компонентів комбінацією методів класифікації та магнітної сепарації. Після класифікації пульпи виділяють пульпу тонкозернистої фракції і піддають її віброкавітаційній обробці і подальшій магнітній сепарації з виділенням магнітного та немагнітного продуктів. При цьому магнітний продукт піддають додатковій класифікації з отриманням відповідно залізовмісного і скандійвмісного концентратів. Недоліком способу є відсутність даних про спектр мікроелементів червоного шламу, і отримання тільки залізовмісного і скандійвмісного концентратів. Найближчим до способу, що заявляється, є спосіб [UA 101271, МПК C05G 1/00, C05F 15/00, C05F 3/00, 2015] одержання органічного добрива з курячого посліду шляхом змішування його з цільовими добавками і подальшою сушкою, який відрізняється тим, що як цільові добавки використовують суміш триосновних кислот - лимонної і борної з константами гідролізу в -4 -14 інтервалі від К=8,4·10 до К=1,6·10 у співвідношенні 0,5-1:0,3-0,5 у кількості 12-15 г/кг, а сушку здійснюють при температурі 60-65 °C при перемішуванні з видаленням води до вмісту її у добриві до 20-25 % і одержують органічне добриво з вмістом, мас. %: азот:фосфор:калій = 35:1-3:3-5, органічна речовина 20-25, мікроелементи: кальцій 5-6, залізо 0,1-0,2, магній 0,5-1,0, марганець 0,2-0,3, мідь 0,1-0,2, хром 4-6 мг/кг, цинк 2-3 мг/кг. Недоліком способу є значний термін висушування суміші для одержання сипучого органомінерального добрива. 2 UA 108158 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В основу корисної моделі поставлено задачу розширення сировинної номенклатури одержання органо-мінерального добрива та спрощення способу. Поставлену задачу розширення сировинної номенклатури одержання органо-мінерального добрива вирішують тим, що у способі одержання органічного добрива з курячого посліду шляхом змішування його з цільовими добавками і подальшою сушкою, як цільові добавки використовують гідролізний лігнін і червоний шлам. Одержують органічне добриво з вмістом, мас. %: загальний азот 2,4-3,0, загальний фосфор 0,7-1,0, загальний калій 2,0-3,0, органічна речовина 35-40, кальцій 3,2-3,8, залізо 1,2-2,2, алюміній 0,5-0,7, магній 0,3-0,5, цинк 0,05-0,07, марганець 0,03-0,05, мідь 0,01-0,02. Колі-титр (патогени) і сальмонела у добриві відсутні. Для одержання органо-мінерального добрива використовують: відходи паперового виробництва - гідролізний лігнін, який характеризується вмістом, мас. %: загальний азот 1,5-0,5, загальний фосфор 0,1-0,2, загальний калій 0,1-0,2, кальцій 5-7, алюміній 2-3, залізо 2-2,5, магній 0,3-0,5, мідь 0,05-0,06, марганець 0,02-0,03, хром 0,01-0,02, цинк 0,010,02, відходи глиноземного виробництва - червоний шлам, який характеризується вмістом, мас. %: залізо 14-16, алюміній 4-5, кальцій 4-5, натрій 0,8-1,2, хром 0,2-0,25, магній 0,05-0,07, марганець 0,01-0,02, мідь 0,01-0,02. Спрощення способу досягається за рахунок використання як цільових добавок твердих лігніну гідролізного та червоного шламу, що дозволяє зменшити енергетичні витрати на етапі сушіння за рахунок введення органічних і неорганічних компонентів у твердому вигляді і, таким чином зменшення загальної кількості вологи у суміші до сушіння. Приклад 1. В реакторі змішують 1 кг курячого посліду, 200 г гідролізного лігніну, 100 г червоного шламу, 10 г лимонної кислоти, 5 г борної кислоти, висушують при температурі 60-65 С і одержують органічне добриво у вигляді порошку, або при застосуванні гранулятора у вигляді гранул або пелет розміром 3-5 мм з вмістом, мас. %: загальний азот 2,4-3,0, загальний калій 2,0-3,0, загальний фосфор 0,7-1,0, органічна речовина 35-40, кальцій 3,2-3,8, залізо 1,2-2,2, алюміній 0,5-0,7, магній 0,3-0,5, цинк 0,05-0,07, марганець 0,03-0,05, мідь 0,01-0,02. Колі-титр (патогени) і сальмонела у добриві відсутні. Курячий послід використовують з вмістом, мас. %: волога 67-72, загальний азот 08-1,2, загальний фосфор 0,4-0,8, загальний калій 0,7-1,8; мікроелементи, г/кг: алюміній 0,3-0,5, залізо 0,2-0,3, кальцій 15-17, магній 2-3, марганець 100-130, мідь 4-6, цинк 80-100. Гідролізний лігнін з вмістом, мас. %: загальний азот 1,5-0,5, загальний фосфор 0,1-0,2, загальний калій 0,1-0,2, кальцій 5-7, алюміній 2-3, залізо 2-2,5, магній 0,3-0,5, мідь 0,05-0,06, марганець 0,02-0,03, хром 0,01-0,02, цинк 0,01-0,02. Червоний шлам, який характеризується вмістом, мас. %: залізо 14-16, алюміній 4-5, кальцій 4-5, натрій 0,8-1,2, хром 0,2-0,25, магній 0,05-0,07, марганець 0,01-0,02, мідь 0,01-0,02. Приклад 2. При змішуванні 1 кг курячого посліду, 50 г гідролізного лігніну, 20 г червоного шламу, 10 г лимонної кислоти, 5 г борної кислоти одержують органічне добриво, аналогічне прикладу 1 з незначним відхиленням показників. Колі-титр (патогени) і сальмонела у добриві відсутні. Джерела інформації: 1. RU № 2420500 С1, МПК C05F 11/02, C05F 11/06, Способ получения органоминеральных удобрений и технологическая линия для его осуществления. Жиляков А.С., Жиляков С.Ф. Опубл. 10.06.2011. 2. RU № 2488997 С1, МПК А01K 67/033, C05F 11/08, C05F 9/04. Способ утилизации целлюлозосодержащих отходов. Стом Д.И., Быбин В.Α., Протасов Е.С. Опубл. 10.08.2013. 3. RU № 2454386 С1, МПК C05G 1/00, C05F 11/00, Способ производства удобрений из лигноцеллюлозного материала. Костин В.В., Погорельская О.И., Симоненко В.И. Опубл. 27.06.2012. 4. RU № 2093498 С1, МПК C05F 3/00, C05G 1/00, Способ получения комплексного органоминерального удобрения. Колесниченко Е.Н., Илюхин B.C., Лысенко Н.П. Опубл. 20.10.1997. 5. Заявка RU № 94014671 А, МПК C05F 3/00, C05G 1/00. Способ получения органоминеральных удобрений. Тарханова Л.С., Тарханов О.В., Тарханов А.О., Тарханов В.О. Опубл. 27.12. 1997. 6. RU 2001105424, МПК C05F 11/00, C05F 11/08. Способ получения органо-минерального удобрения. Романов Е.М., Мухортов Д.И., Годеева С.С. Опубл. 10.03.2003. 7. RU № 2054404 С1. МПК C05G 3/00, C05F 11/02, 1996. Органоминеральное удобрение. Лясковский М.И., Овчинникова К.Н., Назирова Л.З. Опубл. 20.02.1996. 3 UA 108158 U 5 10 8. UA № 6955. МПК C05G 3/00, C05F 11/02. Органомінеральне добриво. Лясковький М.І., Овчіннікова К.Η., Назірова Л.З. Опубл. 31.03.1995. Бюл. № 1/1995. 9. RU № 2039030, C05F 11/00. Способ получения органоминерального удобрения. Новоселов С.И., Гордеева Т.Х., Ямщиков Ю.В. Опубл. 09.07.1995. 10. UA № 29544. МПК В09В 3/00, С22В 7/04, С04В 18/04, С04В 7/32, С04В 28/18. Спосіб утилізації червоного шламу - відходу глиноземного виробництва. Щукін B.C. Опубл. 15.11. 2000. Бюл. № 6/2000. 11. RU № 2480412. МПК C01F 7/02, С22В 59/00, В03С 1/00, ВОЗВ 7/00. Способ переработки красных шламов глиноземного производства. Анашкин B.C., Бухаров А.Н., Гиршин Г.Л. и др. Опубл. 27.04.2013. 12. UA № 101271, МПК C05G 1/00, C05F 15/00, C05F 3/00. Спосіб одержання органічного добрива Біопрофіт. Мінералов О.І., Романенко Т.Б., Дребот О.І. Опубл. 25.08.2015. Бюл. № 16. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 30 1. Спосіб одержання органо-мінерального добрива з посліду птиці шляхом змішування його із сумішшю триосновних кислот - лимонної і борної та з цільовими добавками і подальшим сушінням при температурі 60-65 °C, який відрізняється тим, що як цільові добавки використовують лігнін гідролізний у кількості 50-200 г/кг посліду та червоний шлам у кількості 20100 г/кг посліду. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що лігнін гідролізний характеризується вмістом, мас. %: загальний азот 1,5-0,5, загальний калій 0,1-0,2, загальний фосфор 0,1-0,2, кальцій 5-7, алюміній 2-3, залізо 2-2,5, магній 0,3-0,5, мідь 0,05-0,06, марганець 0,02-0,03, хром 0,01-0,02, цинк 0,01-0,02. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що використовують червоний шлам, що характеризується вмістом, мас. %: залізо 14-16, алюміній 4-5, кальцій 4-5, натрій 0,8-1,2, хром 0,2-0,25, магній 0,05-0,07, марганець 0,01-0,02, мідь 0,01-0,02. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що органо-мінеральне добриво одержують у вигляді порошку або після гранулювання у вигляді гранул або пелет. 5. Спосіб за пп. 1-4, який відрізняється тим, що одержують органо-мінеральне добриво, яке характеризується вмістом, мас. %: загальний азот 2,4-3,0, загальний калій 2,0-3,0, загальний фосфор 0,7-1,0, кальцій 3,2-3,8, залізо 1,2-2,2, алюміній 0,5-0,7, магній 0,3-0,5, цинк 0,05-0,07, марганець 0,03-0,05, мідь 0,01-0,02. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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 4