способ получения биологически активного гуминового продукта

Формула изобретения

1. Способ получения биологически активного гуминового продукта, включающий измельчение и просеивание органического сырья, в качестве которого используют торф с влажностью, близкой к естественной, при этом обработку торфа осуществляют путем проведения предварительного гранулирования с последующей выдержкой гранул в закрытых емкостях для остывания в течение 12 ч, после чего проводят повторное гранулирование остывших гранул с получением гранул, диаметр которых меньше диаметра гранул, полученных при предварительном гранулировании, затем полученные при втором гранулировании горячие гранулы засыпают в воду с получением водного раствора, подвергают полученную смесь перемешиванию погружным смесителем с образованием однородной вязкотекучей пасты, добавляют в полученную пасту щелочь до значения рН 10-10,5, а готовый продукт получают после остывания полученной пасты до температуры окружающей среды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительное гранулирование проводят с получением гранул диаметром 5 мм, а повторное гранулирование - с получением гранул диаметром 3 мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии переработки торфа и может быть использовано для получения биологически активных гуминовых продуктов, используемых, в частности, в сельском хозяйстве.

Известен способ получения гуминовых веществ для восстановления техногенно загрязненных земель, грунтов, вод, описанный в патенте RU 2242447. Способ включает дробление органического сырья для достижения однородного состояния и подачу его в смеситель вместе с водой. Перед дроблением органического сырья осуществляют отсев из него посторонних примесей, камней, включений, а в качестве смесителя используют роторный аппарат гидроударного действия. Весовое соотношение органического сырья и воды составляет 1:5, что приводит к низкой концентрации гуминовых веществ и низкой устойчивости получаемого гуминового раствора.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является получение гумино-минерального реагента, описанный в патенте RU 2233293. Способ включает измельчение и просеивание органического сырья, его обработку с получением готового продукта. В описанном способе выход гуминовых кислот в готовом продукте составляет 4%, максимум 6%, а полученная для применения водная суспензия гуминовых кислоты оказывается неустойчивой, быстро расслаивается в водном растворе, теряет свою активность, что затрудняет ее применение в сельском хозяйстве в качестве поливочного препарата ускорителя роста растений.

Общим недостатком известных способов является небольшая концентрация гуминовых веществ в готовом продукте, а также сложная технология получения готового продукта.

Задачей заявленного изобретения является создание простой технологии получения гуминового продукта, позволяющего получить высокоактивный гуминовый продукт с повышенной концентрацией гуминовых веществ.

Технический результат - повышение концентрации биологически активных гуминовых веществ в готовом продукте и упрощение технологии его производства.

Это достигается тем, что в известном способе получения биологически активного гуминового продукта, включающем измельчение и просеивание органического сырья, его обработку с получением готового продукта, согласно изобретению в качестве органического сырья используют торф с влажностью, близкой к естественной, при этом обработку торфа осуществляют путем проведения предварительного гранулирования с последующей выдержкой гранул в закрытых емкостях для остывания в течение 12 часов, после чего проводят повторное гранулирование остывших гранул с получением гранул, диаметр которых меньше диаметра гранул, полученных при предварительном гранулировании, затем полученные при втором гранулировании горячие гранулы засыпают в водный раствор, подвергают полученную смесь перемешиванию погружным смесителем с образованием однородной вязкотекучей пасты, добавляют в полученную пасту щелочь до значения рН 10-10,5, а готовый продукт получают после остывания полученной пасты до температуры окружающей среды. Кроме того, предварительное гранулирование проводят с получением гранул диаметром 5 мм, а повторное гранулирование - с получением гранул диаметром 3 мм.

На рисунке показана технологическая линия для получения гуминосодержащего продукта по заявленному способу.

Способ включает измельчение и просеивание органического сырья, его обработку с получением готового продукта. В качестве органического сырья используют торф с влажностью, близкой к естественной. Обработку торфа осуществляют путем его измельчения и просеивания. Обработку полученного просеянного торфа осуществляют путем проведения предварительного гранулирования с получением гранул размером 5 мм и с последующей выдержкой полученных гранул в закрытых емкостях для остывания в течение 12 часов. После чего проводят повторное гранулирование остывших гранул с получением гранул, диаметр которых меньше диаметра гранул и равен 3 мм, полученных при предварительном гранулировании. Затем полученные при втором гранулировании горячие гранулы засыпают в водный раствор в соотношении 6:4 и перемешивают погружным насосом. При большем количестве водного раствора получается более текучая, но менее вязкая паста, а при большем количестве гранул паста получается более вязкой, но менее текучей, что в любом из указанных случаев создает определенные трудности при разливке пасты в упаковочную тару. При указанном соотношении компонентов при перемешивании погружным смесителем образуется вязкотекучая паста. Добавляют в полученную пасту дробно щелочь, например гидрооксид калия до значения рН 10-10,5. Готовый продукт получают после остывания полученной пасты до температуры окружающей среды.

Предлагаемый способ осуществляют с помощью технологической линии, приведенной на рисунке.

Технологическая линия, обеспечивающая получение гуминового продукта включает: загрузочный транспортер 1, гранулятор 2 (например, известный матричный гранулятор ОМГ - 1,5) предварительного гранулирования для получения торфяных гранул диаметром 5 мм, загрузочный транспортер 3, закрывающуюся емкость 4, транспортер 5, загрузочный транспортер 6, гранулятор 7 вторичного гранулирования для получения гранул диаметром 3 мм, загрузочный транспортер 8, дозатор 9, мерную емкость 10 с водным раствором, погружной смеситель 11, перекачивающий насос 12, разливочную линию 13. Средства для измельчения и просеивания торфа перед предварительным его гранулированием на рисунке не показаны.

Способ осуществляется следующим образом.

После добычи торфа торф естественной влажности измельчают и просеивают. Просеянный мелкий торф с влажностью, близкой к естественной, т.к. в процессе измельчения и просеивания торф теряет небольшой процент влаги, с помощью загрузочного транспортера 1 загружают в гранулятор 2 с матрицей, обеспечивающей получение гранул диаметром 5 мм для первичного гранулирования. В процессе гранулирования мелкие частицы торфа в грануляторе 2 подвергаются сильному сжатию, деформациям и разрушению за счет сдвига в матрице гранулятора. В результате такого воздействия на сырье, расстояние между частицами торфа в грануле сильно уменьшается, резко изменяется дисперсионная составляющая торфа, т.е соотношение связанной и свободной воды, плотность торфяной гранулы за счет сжатия возрастает в 5-6 раз по сравнению с загружаемым торфом. Одновременно со сжатием торфа давление передается и на воду, содержащуюся в торфе, в результате чего молекулы воды из зон большего насыщения проникают в зоны меньшего насыщения, перераспределяются в порах торфа и равномерно смачивают его. Одновременно с этим происходит выделение большого количества тепла за счет преодоления сил трения, возникающих между гранулами и стенками каналов матрицы гранулятора, в результате чего торф в гранулах уплотняется и нагревается до температуры 70-80°С. В результате первичного гранулирования торфа из гранулятора 2 выходят горячие торфяные гранулы с диаметром 5 мм, которые с помощью загрузочного транспортера 3 загружаются в закрывающуюся емкость 4, в которой гранулы медленно остывают в течение 12 часов. Воздействие на торф повышенных температур за время его остывания в закрывающихся емкостях активизирует слабокислотный гидролиз торфа за счет увеличения концентрации водородных ионов в результате диссоциации содержащихся в торфе свободных кислот, которая (диссоциация) происходит только при повышенных температурах. После 12 часов остывания гранул емкость 4 открывают и остывшие гранулы с помощью загрузочного транспортера 6 загружают в гранулятор 7 для вторичного гранулирования. Диаметр матрицы вторичного гранулятора 7 равен 3 мм, в результате гранулы, полученные в результате предварительного гранулирования, подвергаются сдвигу, разрушению, более сильному сжатию и, вследствие этих процессов, нагреву до температуры 80°С. За счет двойного поэтапного гранулирования происходит механохимическая активация торфа, т.е. изменение компонентного состава за счет уменьшения длины молекулярных цепей, в том числе гуминовых кислот с увеличением количества в них гидрофильных компонентов, и физико-химически связанной воды. Операции гранулирования являются технологическим этапом при получении готового продукта. Далее с помощью загрузочного транспортера 8 горячие гранулы, полученные при повторном гранулировании, подают через дозатор 9 в мерную емкость 10, в которой находится водный раствор. После загрузки горячих гранул в водный раствор с помощью погруженного смесителя 11 при оборотах 1500 об/мин производится механохимическая активация торфа в течение 15-20 мин. Далее в подготовленную гомогенную торфяную смесь при работающем смесителе постепенно добавляется щелочь до рН 10-10,5. Перемешивание при 1500 об/мин производится 30-45 мин. Активация химических процессов на данном этапе происходит за счет кавитационного эффекта и высокой плотности торфяной смеси. Далее в торфяную смесь добавляется вода 10-15% от общего объема смеси с последующим перемешиванием в течение 10 мин.

После остывания полученной пасты до температуры окружающей среды пасту с помощью вакуумного насоса 12 разливают в упаковочную тару.

Предлагаемый способ упрощает технологический процесс получения биологически активного гуминового продукта и увеличивает содержание в нем гуминовых кислот до 12-13% (120-130 мг/кг), чего невозможно достичь известными способами, при которых концентрация гуминовых кислот не превышает, как правило, 4-6%.