Способ производства комплексного органоминерального вещества на основе гумата калия
METHOD FOR PRODUCTION OF COMPLEX ORGANOMINERAL SUBSTANCE BASED ON POTASSIUM HUMATE

Изобретение относятся к сельскому хозяйству, а именно к производству органоминерального вещества на основе гумата калия, которое может использоваться в качестве удобрения, кормовых добавок и БАД.
Известен способ получения комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия по патенту RU 2347370, в соответствии с которым торф низинный очищают от посторонних механических включений и просеивают до размера частиц не более 10 мм. Затем торф смешивают с нежесткой водой при нагреве до температуры 20-60°C, добавляют едкий калий и силикат натрия. Содержимое реактора перемешивают путем барботации сжатым воздухом в течение 1 часа, и полученную суспензию настаивается при нормальных условиях в течение 18-24 часов.
Недостатки: использован высокотемпературный режим, при котором происходит уничтожение белковой жизни, и, как следствие, снижается эффективность получаемой добавки и продуктов на ее основе.
Из-за короткого процесса отстаивания происходит не полная экстракция гуминовых веществ, готовый продукт получается неоднородный, содержащий примеси и посторонние включения, без дополнительного обеззараживания (озонирование, уф-фильтрация) продукт может содержать бактерии (условно патогенную среду), так же из-за короткого процесса отстаивания конечный продукт может обладать высоким содержанием тяжелых металлов, которым может характерно исходное сырье.
Известен выбранный в качестве прототипа способ получения комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия без высокотемпературной обработки по патенту RU 2637126, включающий смешивание низинного торфа высокой степени разложения, мягкой воды с температурой 30-41°C и гидроксида калия, после чего последовательно осуществляют воздушный барботаж полученной смеси в течение 15 минут с помощью воздушного компрессора, измельчение с помощью молотковой мельницы, обеззараживание ультрафиолетом и вакуумирование, гомогенизация, удаление осадка и фильтрация с получением жидкого продукта. При вакуумировании могут осуществлять повторный барботаж воздухом с температурой 18-25°C. Стенки вакуумного реактора могут прогревать до температуры 35-38°C и добавлять воду с температурой порядка 40°C.
Из-за короткого периода отстаивания также происходит не полная экстракция гуминовых кислот, а, следовательно, содержание гуминовых кислот будет ниже, чем в «Биоресурс», незавершенный процесс экстракции может привести к сокращению сроку хранения продукта и процессам разложения в конечном продукте.
Задачей настоящего изобретения является получение чистого продукта с высоким содержанием гуминовых кислот (5-6 грамм на литр) и низким содержанием тяжелых металлов, которые могут содержаться в исходном сырье (торфе).
отличающийся тем, что
Указанная задача решается за счет того, что в способе получения комплексного органоминерального вещества на основе гумата калия путем смешивания торфа, воды и гидроксида калия с барботажированием полученной смеси, воздействия ультрафиолетом, помещения полученного материала в вакуумный реактор для перемешивания с периодическим пропусканием по замкнутому циклу через гомогенизатор, отстаивания полученной смеси с повторным барботажированием и последующим центрифугированием, сырье засыпают в дисольвер в следующей последовательности: 70-85% торфа, гидрооксид калия, затем остальной торф, добавляют часть предварительно очищенной и прошедшей через гомогенизатор воды при температуре 55-65°С и осуществляют сначала медленное перемешивание с барботажированием кислородно-озонной смесью, затем, при добавлении остальной воды, ускоренное перемешивание, причем обработку в вакуумном реакторе ведут в течение не менее 80 минут.
Используют торф низинный с высокой степенью разложения.
Сырье предварительно просеивают через сито с диаметром отверстий не более 6 мм.
Используют артезианскую воду, предварительно прошедшую несколько стадий очистки, в том числе механической, обеззараживания, умягчения, снижения содержание кислорода.
Перед подачей в вакуумный реактор смесь дважды фильтруют.
После обработки в вакуумном реакторе полученную смесь отстаивают не менее 12 часов.
Жидкая фракция после отстаивания подвергается фильтрации, повторной гомогенизации и повторному обеззараживанию ультрафиолетом.
Обработка очищенной воды в гомогенизаторе непосредственно перед подачей в дисольвер обеспечивает достижение эффекта «талой воды», что в свою очередь повышает качество получаемого продукта.
Послойная загрузка исходного сырья в дисольвер (большая часть торфа - гидрооксид калия - остальной торф), первоначальное медленное перемешивание, а затем при добавлении всей воды увеличение скорости перемешивания обеспечивает качественное перемешивание, при этом за счет барботажа кислородно-озоновой смесью происходит интенсивное окисление перемешиваемого сырья и осаждение тяжелых металлов, которые могут содержаться в торфе, и которые при барботаже воздухом не осаждаются, переходя в готовый продукт. Если на первой стадии загрузить более 85% торфа, то эффект от перемешивания не будет достигаться. Если загружать на первой стадии менее 70% торфа, то для достижения требуемой равномерности перемешивания придется добавлять оставшийся торф не в один прием, а в два, что удлинит процесс.
При температуре 55-65°С происходит максимальное разложение торфа и наиболее интенсивная экстракция гуминовых кислот, так как растительные останки частично растворяются в конечном продукте. При меньшей температуре растительные остатки не растворятся, а при большей температуре происходит нежелательное воздействие на белковый компонент.
Обработка полуфабриката в вакуумном реакторе в течение не менее 80 минут обеспечивает качественную гомогенизацию смеси, результатом чего является высокая однородность получаемого вещества, что позволяет использовать его не только в качестве удобрения, но и в качестве кормовой добавки или БАД.
Технический результат заключается в получении высокоэкологичного однородного продукта с высоким содержанием гуминовых кислот (5-6 грамм на литр) и низким содержанием тяжелых металлов на основе оптимизации процесса, в том числе за счет повышения равномерности перемешивания (послойная загрузка компонентов, ступенчатого изменения скорости перемешивания), интенсивного окисления перемешиваемого сырья (барботажирование кислородно-озоновой смесью), интенсивной экстракции гуминовых кислот (температура воды 55-65°С), а также качественной гомогенизации (длительная выдержка в течение не менее 80 минут в вакуумном реакторе).
В процессе предварительных патентных исследований не выявлены технические решения с заявляемой совокупностью признаков. Не выявлены также технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого способа.
Заявляемый способ может найти применение в промышленном производстве.
Сущность изобретения поясняется схемой процесса, приведенной на фиг. 1.
Заявляемый способ получения комплексного органоминерального вещества на основе гумата калия осуществляется следующим образом.
Используют низинный торф высокой степени разложения.
Торф просеивают через сито с диаметром отверстий не более 6 мм для исключения комков, посторонних включений и т.д.
Далее сырье засыпают в дисольвер в определенной последовательности: сначала примерно 80% торфа, далее гидроксид КОН, затем оставшийся просеянный торф.
В дисольвер подается 90 литров воды с температурой 60°С. Выбор указанного температурного диапазона обуславливает тем, что при данной температуре происходит максимальное разложение торфа и наиболее интенсивная экстракция гуминовых кислот, так как растительные останки частично растворяются в конечном продукте.
Затем включается процесс медленного перемешивания (15-30 оборотов в минуту в зависимости от густоты смеси, перемешивание длится около 35 минут. При этом включается барботаж кислородно-озонной смесью.
Через 15 минут после начала перемешивания добавляется еще 110 литров воды, температурой 60°С и включается процесс ускоренного перемешивания (500 оборотов в минуту). Затем добавляется еще 100 литров воды, через 35 минут процесс барботажирования и перемешивания завершается, полученная масса перекачивается посредством насоса через фильтр в вакуумный реактор.
В вакуумный реактор загружаются 1200 литров смеси из дисольвера и начинается процесс перемешивания в вакуумном реакторе в течение порядка 80 мин. В реакторе в процессе перемешивания данная смесь пропускаетя по замкнутому циклу через гомогенизатор (параллельно прогоняется через гомогенизатор в процессе перемешивания в реакторе). После этого продукт перекачивается в отстойники, где отстаивается не менее 12 часов.
3
Затем смесь в отстойнике барботируют сжатым воздухом (кислородно-озоновой смесью), после этого смесь поступает на центрифугу, где происходит отделение жидкой и твердой фракции. Полученную жидкую фракцию повторно фильтруют и подают через гомогенизатор в закрытую емкость для хранения готового продукта объемом около 20 м.
Готовый продукт при розливе по емкостям вновь проходит через ультрафиолет и гомогенизатор, что позволяет добиться чистоты и высокого качества получаемого продукта.
Выбор указанной последовательности действий обуславливается тем, что в результате получается чистый продукт (барботаж, уф-фильрация), в процессе барботажа происходит окисление сырья кислородно-озоновой смесью и осаждение тяжелых металлов (которые могут содержаться в торфе и переходить в готовый продукт при других способах производства), благодаря чему указанный продукт может применяться не только в качестве удобрения, но и качестве комовой добавки и БАД.