СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОПРЕПАРАТОВ
METHOD FOR OBTAINING BIOPRODUCTS

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для комплексной переработке органических отходов, в том числе отходов животноводства, с получением высокоэффективных биопрепаратов: биопрепаратов: структурированной водной вытяжки /СВ/ и биоорганического концентрата /БК/.
Наблюдается тенденция к уменьшению сельскохозяйственных площадей ввиду опустынивания, засоления почв и других негативных процессов. Наряду с этим увеличивается спрос на сельскохозяйственную продукцию, преимущественно экологически чистую. Увеличение спроса приводит к увеличению производства, что в свою очередь приводит к накоплению органических отходов. Хранение органических отходов на полигонах и свалках усиливает загрязнение почв, подземных и поверхностных вод, атмосферы, нарушает функционирование экосистем, наносит ущерб сельскому хозяйству. Альтернативой хранения является использование отходов в качестве ресурса для получения биопродуктов.
Натуральное органическое удобрение биопрепарат вермикост (ВК) содержит: витамины; гормоны роста; комплекс макро и микроэлементов (калий, кальций, фосфор, цинк, медь, марганец); питательные вещества и ферменты. Преимущество этого удобрения состоит в отсутствии в нем личинок мух, семян сорняков, яиц гельментов, патогенной флоры, соединений тяжелых металлов. Внесение ВК повышает иммунитет растений, сокращает время приживаемости рассады; ускоряет процесс плодоношения; улучшает вкус фруктов и овощей; уменьшает воздействие нитратов.
Известен способ получения активированного биогумуса, заключающийся в компостировании подстилочного навоза и переработке полученного субстрата вермикультурой. На этапе переработки субстрата вермикультурой в субстрат добавляют молочную сыворотку при соотношении компонентов, мас.%: подстилочный навоз 70-80, дробленая солома 19-29,5, молочная сыворотка 0,5-1 ((RU 2306303).
Основным недостатком данного способа является наличие в молочной сыворотке витамина B12, действие которого излишне ускоряет процесс обмена веществ у компостных червей и может привести к их гибели или гибели их потомства.
Известен способ получения биогумуса (вермикоста), заключающийся во внесении навозного червя в компостосодержащий субстрат, который получают путем смешивания навоза крупного рогатого скота с дефекатом в соотношении 3:1 по объему с последующим включением полученной смеси в садовую землю в равных пропорциях с добавлением органического наполнителя в количестве 15% от объема субстрата, причем в качестве органического наполнителя используют лиственный опад (RU 2393137).
Недостатками являются повышенная кислотность приготовленного биогумуса, который возможно эффективно применять только на высокощелочных почвах, невозможность естественного смешивания навоза крупного рогатого скота и дефеката, а соответственно, необходимость привлечения дополнительных средств на смешивание искусственным образом, а также возможное наличие в лиственном опаде тяжелых металлов, которые разрушают пищеварительную систему компостных червей.
Известен способ получения вермикомпоста, характеризующийся тем, что субстрат из лузги семян гречихи увлажняют, заселяют червями и компостируют. При подготовке субстрата компоненты органического сырья смешивают до однородного состояния, увлажняют, затем приготовленный субстрат укладывают в контейнер, в котором его выдерживают в течение 15-20 дней. Созревший субстрат заселяют червями и увлажняют до 70%, компостирование осуществляется 4-4,5 мес. В субстрат из лузги семян гречихи дополнительно вводят навоз свиной в соотношении 1:1 ( RU 2363689).
Известен способ комплексной переработке органических отходов с получением биопародуктов: экочернозема и концентрированного почвенного раствора, состоящий в том, что в изолированных емкостях создают систему дренажа, размещают над ней горизонтальный слой, содержащий органоминеральную смесь, причем в горизонтальный слой вносят экочернозем, содержащий черноземообразующие организмы, в количестве 5-20% от общего объема слоя, поддерживают оптимальные условия для переработки, а после завершения переработки проливают горизонтальный слой водой и собирают фильтрат (RU 2433108).
Недостатками данного способа является низкая эффективность переработки с помощью черноземообразующих организмов.
Известен способ комплексной переработке органических отходов с получением биопародуктов: универсального бактериального препарата, обладающего симбиотическим действием, выраженным в усилении микотрофности корневой системы растений, увеличении микробного почвенного разнообразия, а также для проведения корневых и внекорневых бактериальных подкормок, получаемых из вермикомпостов, причем при его изготовлении используют дождевых червей вида lumbricus terrestris, кормление которых производят с использованием измельченной земляной груши (топинамбура) с добавлением гофрокартона и углеродистых растительных остатков в культиваторах, имитирующих естественные природные условия.
Недостатками данного способа является низкая эффективность переработки с помощью дождевых червей вида lumbricus terrestris, кормление которых производят с использованием измельченной земляной груши (топинамбура незначительное извлечение в биопрепараты микрофлоры дождевых червей.
Известен способ получения биогумуса, включающий внесение в компост, содержащий субстрат дождевого компостного червя Eisenia foetida, субстрат получают путем смешивания перепревшего куриного помета с навозом крупного рогатого скота в соотношении 1: (1,8-2,2) по объему с добавлением органического наполнителя в количестве 30-40% от объема субстрата. В качестве органического наполнителя используют отработанную подстилочную солому, или органического наполнителя используют отработанный резаный картон (RU 2550037, прототип).
Недостатком известного способа является не полное извлечение в биопрепараты микрофлоры компостного червя Eisenia Foetida, гуматов и ферментов навоза.
Технической проблемой, разрешаемой настоящим изобретением, является создание эффективного способа получения биопрепаратов и расширение арсенала способов получения биопрепаратов: структурированной водной вытяжки /СВ/ и биоорганического концентрата /БК/.
Технический результат, обеспечивающий разрешение указанной задачи, состоит в обеспечении практически полного извлечения в биопрепараты микрофлоры компостного червя Eisenia Foetida, гуматов и ферментов навоза для улучшения плодородия сельскохозяйственных угодий, сокращении сроков комплексной переработки сырья благодаря оптимизации условий жизнедеятельности компостного червя Eisenia Foetida, а также оптимальной последовательности действий по извлечению биопрепаратов и использовании для этого наиболее доступных, эффективно взаимодействующих и легко смешиваемых органических отходов.
Сущность изобретения заключается в том, что способ получения биопрепаратов включает формирование смеси для компостирования, содержащей солому, навоз крупного рогатого скота и органический наполнитель, и заселенной компостным червем Eisenia Foetida, причем компостирование производят в буртах формируемых из смеси для компостирования следующего состава:
- измельчённая солома – 30±5 % объёма;
- лежалый не менее полугода навоз – 50±5% объёма;
- органический наполнитель в виде измельченных трав – 10±5% объёма,
- каустобиолитовая смесь – 10±5% объёма,
с последующим заселением в эти бурты компостного червя Eisenia Foetida, который в дальнейшем отделяется из полученного вермикомпоста, заливается водой и выдерживается для вытяжки из него микрофлоры путем водной экстракции, после чего полученный в результате водной экстракции коллоидный раствор содержимого кишечника червя взбалтывается и сливается через мелкое сито в отдельную ёмкость, а освобожденный от червя вермикомпост подвергается кавитационной диспергации в герметичной емкости и заливается водой в количестве 500 литров воды на 100 литров вермикомпоста, затем перемешивается в течение 15-20 мин с получением непрозрачной тёмно-коричневой жидкой смеси, в которую через одни сутки добавляется коллоидный раствор содержимого кишечника червя, а полученный состав отстаивается в течение 2-х суток, по истечении которых от плотного осадка отделяют жидкую структурированную водную вытяжку, которая отстаивается в течение 3-х недель и разливается в тару, а упомянутый плотный осадок разбавляется водой до сметаноподобного состояния и сливается в центрифугу для сепарации и обезвоживания до значений 30-40% влажности, причем полученный в результате сепарации обезвоженный и измельчённый биоорганический концентрат упаковывается в тару в качестве органического удобрения.
Предпочтительно, бурты размещаются на вертикальных съемных стеллажах, а смесь для компостирования в буртах увлажняется водой, не содержащей хлора.
Предпочтительно, отделение червя из вермикомпоста производится в бурты-приманки меньшего размера для более удобного получения биомассы червя.
Предпочтительно, отделенный червь заливается водой и выдерживается 4 часа.
Предпочтительно, органический наполнитель содержит компост из луговых альпийских трав, скошенных во время цветения и измельченных до фракции 3-5 мм.
Предпочтительно, смесь для компостирования содержит солому, измельчённую до частиц размером 3-5 мм
Предпочтительно, смесь для компостирования содержит перепревший навоз крупного рогатого скота.
Предпочтительно, после взбалтывания производится удаление соломы, всплывшей на поверхность коллоидного раствора.
Предпочтительно, коллоидный раствор сливается через мелкое сито в отдельную ёмкость с коническим дном.
Способ получение биопрепаратов: структурированной водной вытяжки /СВ/ и биоорганического концентрата /БК/, осуществляется следующим образом.
На этапе компостирования осуществляется получение вермикомпоста в буртах произвольного размера. Обычно это ширина 1,5- метра и высота около 1 метра.
Для формирования буртов с последующим заселением в них компостного червя Eisenia Foetida, полученного мной в результате селекции, используется смесь следующего состава:
- измельчённая до 3-5 мм солома с самыми минимальными остаточными показателями средств защиты растений, пропитанная жидкими гуматами, полученными из бурого угля (РН не более 9) - 30±5 % объёма;
- лежалый не менее полугода, экологически чистый навоз крупного рогатого скота (КРС) - 50±5 % объёма;
- компост из луговых альпийских (луговых) трав, скошенных во время цветения, измельченных до фракции 3-5 мм и размещённых для компостирования на открытой площадке под чёрную полиэтиленовую плёнку - 10±5 % объёма;
- каустобиолитовая смесь – 10±5 % объёма.
Каустобиолитовая смесь представляет собой измельченное сырье для вермикомпоста, представляющее собой ископаемые органического происхождения- продукты преобразования остатков растительных, реже животных организмов под воздействием геологических факторов, такие как: торф, сапропель, бурый уголь, леонардит и т.д.
Бурты размещаются на вертикальных съемных стеллажах, что позволяет сэкономить место, а также использовать гравитацию для процессов, связанных с опрыскиванием буртов туманом – системой распыляющей воду мелкими частицами под большим давлением и с дальнейшим затапливанием. Собранные излишки воды собираются и проливаются повторно. Образование вермикомпоста происходит при постоянной температуре 15-20°C и постоянным контролем влажности и кислорода. Выемку вермикомпоста из буртов осуществляют через 3-5 месяцев от начала компостирования.
После того, как вермикомпост (ВК) полностью готов, т.е полностью переработан червем, из него производится отделение червя Eisenia Foetida одним из распространённых способов, например - в бурты-приманки меньшего размера для более удобного получения биомассы червя или с применением яркого электрического света.
Отделенный от ВК червь в специальной ёмкости заливается водой на 4 часа, в течение которых кишечник живого червя полностью освобождается от содержимого. В течение этого времени в кишечник червя поступает только вода, которая переносит в образующийся раствор микрофлору и другие биологически активные вещества. По истечении 4 часов, после минутного взбалтывания и удаления соломы, всплывшей на поверхность, получившийся коллоидный раствор содержимого кишечника червя через мелкое сито сливается в ёмкость с коническим дном, предназначенную для вытяжки из него микрофлоры методом водной экстракции.
Червь Eisenia Foetida не теряет своих свойств, пригоден для повторного и последующего использования и может переноситься в подготовленные заранее новые бурты.
Вермикомпост, имеющий влажность от 70% до 80%, освобождённый от червя, подвергается кавитационной диспергации в герметичной емкости и заливается водой в количестве 500 литров воды на 100 литров вермикомпоста, затем перемешивается с помощью высокопроизводительного фекального насоса в течение 15-20 мин с получением непрозрачной тёмно-коричневой жидкой смеси, в которую через одни сутки добавляется указанный предварительно полученный коллоидный раствор содержимого кишечника червя.
Полученный состав отстаивается в течение 2-х суток, по истечении которых от плотного осадка отделяют жидкую структурированную водную вытяжку (СВ), которая отстаивается в течение 3-х недель и разливается в тару.
Выше упомянутый плотный осадок разбавляется водой до сметаноподобного состояния и сливается в центрифугу для сепарации и обезвоживания до значений 30-40% влажности, с получением в результате сепарации обезвоженного и измельчённого биоорганического концентрата (БК), который упаковывается в тару в качестве органического удобрения.
Жидкая структурированная водная вытяжка (СВ), полученная данным способом, может храниться достаточно долго в закрытой непрозрачной таре без потери своих свойств, или в иной таре, но в месте, защищенном от дневного света и при температуре не ниже +5 °C
СВ содержит богатую микрофлору вермикомпоста, гуматы, ферменты кишечника КРС, микроэлементы, что обеспечивает широкий спектр применения ВЧ для рекультивации загрязненных земель нефтью и нефтепродуктами, очистки открытых водоёмов от органических загрязнений, дезодорирования и детоксикации бытовых органических отходов, городских стоков, эффективной переработки органических отходов растениеводства и животноводства до состояния высококачественных удобрений или высокоплодородных грунтов.
Предпочтительно, за 4 часа до конкретного применения биопрепаратов рекомендуется сделать смешение двух полученных по настоящему способу продуктов (СВ И БК) и аэрировать полученную смесь чистым кислородом для бурного роста микрофлоры и проростания спор в вегетативные клетки.
Свойства получаемых описанным выше способом биопрепаратов (СВ И БК) обеспечивают широкий спектр их применения для улучшения плодородия сельскохозяйственных угодий и повышения иммунитета растений.
Изобретение позволяет получить ценные высокоэффективные биопрепараты (СВ И БК) с наименьшими затратами по переработке навоза и помета и с увеличением выхода готовых ценных продуктов, максимально обогащенных микрофлорой компостного червя Eisenia Foetida.
Настоящее изобретение воплощено в многоцелевом оборудовании, широко используемом в промышленности.