СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ПТИЦЕФАБРИК Российский патент 1995 года по МПК A23K1/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам переработки отходов, образующихся на птицеводческих предприятиях, и может быть реализовано на птицефабриках для переработки птичьего помета с получением товарных продуктов кормовых добавок, удобрений и т.п.

Свежий птичий помет представляет собой массу серо-зеленого цвета пористой структуры влажностью 60-85% Сырой птичий помет, с одной стороны, является опасным источником загрязнения окружающей среды, почвы, водоисточников, воздушного бассейна; в непереработанном виде сырой птичий помет создает неудобства для населения при его транспортировке, хранении и внесении в почву. С другой стороны, сырой птичий помет является ценным исходным сырьем для получения удобрений и кормовых добавок, так как содержит большое количество полезных компонентов: азота, фосфора, калия и значительное количество микроэлементов: магния, кальция, бора, серы и др.

Для создания нормальных санитарных и ветеринарных условий на птицеводческих предприятиях, а также с целью сохранения в птичьем помете основных питательных веществ, улучшения его физических и химических свойств, в настоящее время разработан целый ряд различных способов переработки птичьего помета с получением товарных продуктов: биотермический, биологический, химический, компостирование, гидравлическая обработка; методы, основанные на электроосмосе, сушке энергией СВЧ, механическом и термическом обезвоживании.

Известен способ биотермической переработки птичьего помета. Известный способ заключается в следующем. Сырой помет влажностью не более 60-65% загружают в специальные ямы, построенные из влаго- и термоустойчивого материала. Сверху ямы закрывают плотными крышками с отверстиями для притока воздуха. Через 20-25 суток после загрузки помета температура в яме поднимается до 60^оС. Процесс разложения сырья заканчивается за 35-40 суток; при этом образуется однородный, не имеющий запаха компост, пригодный для удобрения [1]
Недостатком известного способа является невысокая производительность и необходимость дополнительной сушки для обеспечения транспортировки, хранения и последующей дозировки.

Известен способ переработки птичьего помета, заключающийся в следующем.

Исходный, сырой (вл. 60 85%) птичий помет направляют первоначально на вибросито для удаления посторонних предметов, после чего шнековым дозатором подают в смеситель-дозатор для смешивания сырого помета с частью высушенного помета (для снижения влажности). Затем полученную смесь шнековым транспортером направляют в прямоточный сушильный барабан. Сушку (обезвоживание) производят при температуре сушильного агрегата в начале 900 1000^оС, в конце 120 160^оС. Из сушильного барабана помет через выгрузочное устройство поступает в крошитель для измельчения крупных комков высушенного помета и затем в охладительную колонну для охлаждения готовой продукции.

Получаемый таким образом продукт имеет влажность 12-14% и представляет собой комкообразную крошку с размером гранул от 1 до 10 мм. Из охладительной колонны высушенный помет направляют транспортером в накопитель, из которого осуществляют расфасовку и/или отгрузку готового продукта потребителям.

Недостатки известного способа следующие: налипание сырого помета на стенки барабана и в связи с этим пригорание помета, снижение качества и потребительских свойств готового продукта: уменьшение содержания питательных веществ, полезных компонентов; необходимость специального измельчения готового продукта; неоднородность (1-10 мм) высушенного и измельченного продукта. Недостатком известного способа является также необходимость возврата высушенного продукта в "голову" процесса для снижения влажности исходного продукта, поступающего в барабан на сушку. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению производительности способа в целом.

Заявленное техническое решение направлено на решение задачи, заключающейся в сокращении потерь товарных продуктов за счет предотвращения налипания сырого помета на стенках сушильного агрегата, повышение качества получаемого продукта и увеличение производительности процесса.

Данные задачи решаются предлагаемым способом переработки отходов птицефабрик (птичьего помета), сущность которого выражается следующей совокупностью существенных признаков: шнековая транспортировка исходного влажного птичьего помета из накопительной емкости в дозатор; введение помета в сушильную камеру в предварительно диспергированном виде (в виде газовзвеси, аэрозоли) с начальной скоростью 25-100 м/с; подача газа-теплоносителя в рабочий объем камеры со скоростью 5-40 м/с; осуществление процесса при соотношении скорости ввода помета в рабочий объем сушильной камеры (V_п) и скорости подачи газа-теплоносителя (V_г.т.) равном V_п:Vг.т=(2-5):1; выгрузка готового продукта и его затаривание.

Существенными отличительными признаками заявленного способа является то, что исходный влажный птичий помет вводят в сушильную камеру в предварительно диспергированном виде с начальной скоростью 25-100 м/с, а газ-теплоноситель подают в сушильную камеру со скоростью 5-40 м/с.

Существенным отличительным признаком является также то, что процесс ведут при соотношении скорости ввода куриного помета (V_п) и скорости подачи газа-теплоносителя (V_г.т), равном
V_п:V_г.т (2-5):1.

Как показали опытные и опытно-промышленные испытания, указанные условия осуществления заявляемого способа обеспечивают при прочих равных условиях достижение технического результата, заключающегося в следующем: предотвращение налипания сырого помета на стенках сушильного агрегата; повышение качества готового продукта за счет исключения подгорания помета на стенках и в связи с этим сокращение потерь полезных компонентов, присутствующих в исходном помете; повышение производительности процесса за счет исключения специальной операции измельчения высушенного продукта и возврата части высушенного помета в "голову" процесса.

Анализ совокупности признаков изобретения с достигаемым при этом техническим результатом показывает, что между ними существует вполне определенная причинно-следственная связь, выражающаяся в следующем.

Экспериментально установлено, что осуществление процесса переработки предварительно диспергированного (в виде газовзвеси) птичьего помета, введенного в сушильную камеру со скоростью 25-100 м/с и скорости подачи газа-теплоносителя 5-40 м/с обеспечивает предотвращение налипания и пригорания помета на стенках сушильного агрегата, повышает качество полученного продукта и увеличивает производительность процесса.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, приведены в примерах.

Партию (10 т) сырого куриного помета с исходной влажностью (64±2%) помещали в накопительную емкость, из которой шнеком подавали в дозатор, из дозатора влажный помет поступал в диспергатор, а затем в сушильную камеру. Помет в процессе проведения опытов вводили в сушильную камеру в виде газовзвеси (аэрозоли). При этом скорость ввода помета в различных опытах изменяли от 20 до 120 м/с. Одновременно в трубу-сушилку подавали газ-теплоноситель при начальной температуре 500-1000^оС. При этом удельный расход тепла на 1 кг сухого птичьего помета (пересчет на влажность 10%) составлял в процессе опытов 4320 кДж. Скорость подачи газа-теплоносителя вальировали в пределах от 3 до 45 м/с.

На выходе из трубы-сушилки через разгрузочное устройство готовый продукт выгружался и затаривался в полиэтиленовые мешки.

Образец получаемого продукта в каждом опыте взвешивался, определялась влажность продукта, рассчитывались его потери, затем определяли гранулометрический состав, насыпной вес и качество полученного продукта, которое оценивали по содержанию ценных компонентов, в частности, протеина. С отдельными образцами проведены более подробные исследования.

П р и м е р 1. Сушку помета производили при скорости подачи помета в сушильный объем (V_п) 50 м/с, и скорость подачи газа-теплоносителя (V_г.т) 25 м/с. Соотношение скоростей подачи в сушильную камеру помета и газа-теплоносителя 2: 1. При удельном расходе тепла на 1 кг сухого птичьего помета 4320 кДж получен продукт влажностью 10% Потери целевого продукта обусловлены только КПД пылеулавливающей аппаратуры (циклонами-пылеуловителями) и составили ≈ 2% от количества загружаемого сырья.

П р и м е р 2. То же, что в примере 1, но V_п 25 м/с; V_г.т 5 м/с; (V_п: V_г.т=5:1). Получен продукт с влажностью 10% Потери продукта составили ≈ 2%
П р и м е р 3. То же, что в примерах 1 и 2, но V_п=100 м/с; V_г.т=40 м/с; соотношение V_п:V_г.т=2,5:1. Влажность продукта 10% Потери продукта ≈ 2%
П р и м е р ы 1-3 проведены при оптимальных условиях осуществления способа (при оптимальных параметрах и режимах процесса сушки). В этом случае не наблюдается пригорания, налипания сырья, продукта на стенки сушильной камеры. Потери целевого продукта минимальны. П р и м е- р ы 4-11 проведены в условиях, при которых процесс сушки куриного помета осуществляли при неоптимальных параметрах (при других скоростях ввода помета и подачи газа-теплоносителя в сушильную камеру и другом, отличном от оптимального соотношения V_п: V_г.т).

П р и м е р 4. То же, что в примерах 1-3, но V_п=20 м/с; V_г.т=5 м/с, т.е. при V_п<V_опт. Получен продукт с влажностью ≈ 10% однако при этом потери целевого продукта составили 7% В процессе опыта наблюдали значительное пригорание загружаемого сырья на входном участке сушильной камеры.

П р и м е р 5. То же, что в примерах 1-3, но V_п=120 м/с; V_п>V_г.опт; V_г.т= 5 м/с; соотношение V_п:V_г.т=24:1. Получен продукт с влажностью 15% (это очевидно связано с уменьшением времени пребывания сырья в сушильном агрегате. Потери продукта с пылью составили 1% однако полученный продукт полностью некондиционен (100% брож) и требуется дальнейшая его переработка.

П р и м е р 6. То же, что в примерах 1-3, но V_п=20 м/с; V_п<V_п.опт; V_г.т. 40 м/с, соотношение V_п:V_г.т=0. Влажность продукта ≈ 10% Потери продукта составили 8% (очевидно связано с интенсивным перегревом продукта на участке сушильной камеры, измельчением продукта и его смешением с образованием большого количества трудноулавливаемых мелких (менее 10 мкм) частиц продукта.

П р и м е р 7. То же, что в примерах 1-3, но V_п=120 м/с; (V_п>V_г.опт); V_г.т=40 м/с. Влажность продукта ≈ 17% (это очевидно связано с малым временем пребывания в сушильной зоне). Продукт некондиционный и должен пройти дополнительную термообработку.

П р и м е р ы 8-11 проведены при оптимальных значениях параметра V_п= 25-100 м/с, но при выходе за оптимальные значения параметра V_г.т.

П р и м е р 8. То же, что в примерах 1-3, но V_п=25 м/с; V_г.т=3 м/с; V_г.т<V_{г.т(оптим)} и соотношение V_п:V_г.т=8:1. В процессе опыта наблюдались как пригорание материала на стенках сушильного агрегата, так и образование крупных труднообезвоживаемых агрегатов. Влажность продукта ≈ 13% Потери продукта ≈ 7%
П р и м е р 9. То же, что в примерах 1-3, но V_п=25 м/с; V_г.т=45 м/с; (V_г.т>V_{г.т.оптим}) и соотношение V_п: V_г.т.=5,6:1. Влажность продукта ≈ 10% Потери увеличены до ≈ 8%
П р и м е р 10. То же, что в примерах 1-3, но V_п=100 м/с; V_г.т.=3 м/с (V_г.т<V_{г.т.оптим}) и соотношение V_п:V_г.т.=33:1. Получен продукт с влажностью ≈ 11% однако потери продукта составили ≈ 8% в процессе опыта наблюдали залегание материала и его дальнейшее пригорание к стенкам сушильного агрегата.

П р и м е р 11. То же, что в примерах 1-3, но V_п=100 м/с; V_г.т=45 м/с; (V_г.т.<V_г.т.опт). Влажность продукта ≈ 17% что очевидно связано с малым временем пребывания материала в сушильной зоне.

В табл. 1 приведены условия проведения описанных опытов и обобщены полученные при этом результаты.

В табл. 2 приведено сопоставление основных показателей процессов переработки куриного помета по известному, [2] и предлагаемому способам.

Использование: сельское хозяйство, в частности способы переработки отходов, образующихся на птицеводческих предприятиях, и может быть использовано на птицефабриках для переработки птичьего помета с получением товарных продуктов кормовых добавок, удобрений и т.п. Сущность изобретения: с целью сокращения потерь товарных продуктов за счет предотвращения налипания помета на стенках сушильного агрегата, уменьшения потерь полезных и ценных компонентов в процессе сушки и в связи с этим повышения качества товарного продукта и увеличения производительности труда, способ включает в себя шнековую транспортировку исходного влажного птичьего помета из накопительной емкости в дозатор, подачу влажного помета в сушильный агрегат в предварительно диспергированном виде, т. е. в виде газовзвеси (аэрозоли) со скоростью ввода V_в25-100 м/с, подачу газа-теплоносителя со скоростью в рабочей зоне V_п5-40 м/c при соотношении V_в:V_п(8-5), выгрузку готового продукта и его затаривание. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ПТИЦЕФАБРИК птичьего помета, включающий загрузку исходного влажного помета в сушильную камеру, подачу в нее газа-теплоносителя, сушку помета с последующей выгрузкой и затариванием готового продукта, отличающийся тем, что загрузку помета в сушильную камеру осуществляют в предварительно диспергированном виде со скоростью ввода в рабочий объем камеры 25 100 м/с и скорости подачи газа-теплоносителя 5 40 м/с. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс ведут при соотношении скорости ввода помета в рабочий объем сушильной камеры и скорости подачи газа-теплоносителя (2 5) 1.