СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОСТИМУЛЯТОРА РОСТА ИЗ САПРОПЕЛЯ И/ИЛИ ТОРФА Российский патент 1995 года по МПК C05F11/02 C05F7/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к методам получения стимуляторов роста и органических удобрений из торфа или сапропеля.

Практика показывает, что очень эффективным биостимулятором роста являются гуминовые кислоты и их соли-гуматы, они широко распространены в природе и образуются в результате естественной деструкции растительных и животных остатков. Гуминовые кислоты обладают биологической активностью широкого спектра действия и могут применяться как кормовые добавки, ветеринарные препараты, стимуляторы роста растений, красители для тонирования древесины и т. д. Сырьевые запасы гуматов велики, наиболее богаты ими торф, сапропель, бурый уголь.

Широко распространенные технологии получения биостимуляторов роста из сапропеля или торфа включает стадию измельчения сырья, смешение его с водой, добавление кислой среды, выдержку, частичное удаление влаги, добавление щелочной среды, загущение. Однако на некоторых стадиях физические параметры процесса таковы, что давление (до нескольких МПа) и температура (более 100^оС) разрушают значительную часть биологически активных веществ, присутствующих в сапропеле и/или торфе, таких как аминокислоты, ферменты, гормоноподобные вещества, витамины и т.д. Кроме того, в результате концентрация гуматов в растворе не превышает 2% что ведет к необходимости испарять до 80-85% жидкости от объема реактора, т.е. ведет к значительным энергетическим затратам.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является способ получения биостимуляторов роста из сапропеля и/или торфа в процессе которого исходное сырье измельчают, экстрагируют в водной среде, осуществляют добавление щелочи, отделяют из полученной суспензии жидкую фракцию, которую загущают. Однако, в процессе реализации способа так же необходимо использовать кислотные добавки и температуру в гидромолекуле, превышающую 100^оС, что ведет к разрушению ряда биологически активных веществ. А увеличение рН суспензии до 12 приводит к значительному расходу щелочи.

В соответствии с этим, для получения высококачественного стимулятора необходимо было уменьшить температуру суспензии, т.е. исключить ее кипение и пригорание на стенках реактора, применять только щелочь низкой концентрации (до 10-12% по сухому веществу сырья), а так же уменьшить количество применяемой воды при экстракции.

Таким образом, целью данного изобретения являлось уменьшение энергоемкости и расхода реагентов, а так же повышение качества получаемого продукта при упрощении технологии его производства.

Указанная цель достигается тем, что экстракцию и добавление щелочи осуществляют в одной стадии с одновременной гомогенизацией полученной суспензии при соотношении масс исходного сырья и водной среды как 1-0,5-2 при рН суспензии не более 10.

А так же тем, что гомогенизацию и отделение жидкой фракции осуществляют посредством помещения в суспензию вращающейся рабочей камеры с днищем, боковая поверхность которой представляет собой поверхность, образованную вращением образующей вокруг вертикальной оси с кольцевой кромкой в верхней части рабочей камеры и заборными отверстиями в днище, причем, скорость перемещения боковой поверхности рабочей камеры устанавливают не менее 6 м/с.

При этом, следует отметить, что поскольку песок является балластом практически для любого вида продукции, то глина, особенное ее часть состоящая из окиси кальция может служить хорошей минеральной подкормкой для животных. Органическая часть сырья, даже после экстрагирования из нее гуминовых кислот не является балластом, она с успехом может быть использована в растениеводстве и животноводстве. Таким образом, выявляется потребность дифференцированной очистки сапропелевого сырья как до, так и во время, а иногда и после проведения основной реакции.

Таким образом, во время проведения реакции экстракции сырья осуществление гомогенизации с помощью высокооборотной мешалки позволяет добиться многостороннего эффекта, а именно:
обеспечить практически однородное температурное поле внутри реактора,
существенно снизить концентрацию щелочи и величину гидромодуля, т.е. добавляемого водного раствора,
разрушить большинство связей в органо-минерало-водных комплексах сырья, высвободив, тем самым, свободную воду и обеспечить возможность очистки от песка и "крупной" глины,
измельчить относительно крупные частички органической фракции и равномерно распределить их по всей массе раствора.

Способ осуществляется следующим образом. Измельченное сырье, сапропель, помещают в реактор и добавляют воду при соотношении 1:1. Добавляя при перемешивании щелочь устанавливают рН суспензии равным 9. Перемешивание осуществляют высокооборотной мешалкой при скорости ее концов 10 м/сек (что составляет около 10³ об/мин). После прекращения перемешивания частички песка выпадают на дно реактора и удаляются, например, сливом. При необходимости (см. фиг. 1 и 2) пофракционной очистки в реактор помещают рабочую камеру 1 в виде цилиндра с верхней кольцевой кромкой 2 и отверстиями 3 в днище. Вал 4 сообщен с приводом вращения 5. Во время вращения камеры 1 отверстия 3 захватывают суспензию, в центробежном поле осуществляется разделение суспензии по массе, твердая фракция попадает к стенкам камеры 1, жидкая часть через верхние кромки отбрасывается обратно в реактор. Вся масса суспензии проходит через камеру 1 и частички песка и глины остаются в мертвой зоне цилиндра 1. Съем осадка производится периодически. При скорости в 12 м/сек стенок цилиндра происходит достаточно полная очистка от песка и глины, при 30 м/сек песок удаляется полностью, а глина максимально, потери органики не превышают 30% Таким образом, с помощью высокооборотной мешалки удается обеспечить "щадящий" режим получения стимулятора, т.е. без потерь других биологически активных веществ.

Поскольку даже в очищенном растворе сапропелевой "плазмы" остается около 70% органического вещества от исходного, а сама органика равномерно размешана, т.е. не отстаивается в течении 3 месяцев, и измельчена (частичек более 50 мк менее 2%), то в течение 2-3 сут ее хранения после реакции осуществляется выход в растворенное состояние практически всех гуминовых кислот (до 95% ). При этом, достигается 10% концентрация гуматов в растворе без дополнительной подсушки и концентрирования.

Таким образом, предложенный способ позволяет с помощью "щадящего режима" т.е. при температурах не более 100^оС и низком атмосферном давлении, получить безбалластный раствор гуматов из сапропеля и/или торфа, с концентрацией не ниже 10% при минимуме потерь других групп биологически активных веществ исходного сырья.

Использование: методы получения стимуляторов роста и органоминеральных удобрений из сапропеля и/или торфа. Сущность изобретения: исходное сырье экстрагируют в водной среде, добавляют щелочь и гомогенизируют при рН суспензии не более 10 при соотношении масс сырья и водной среды как 1 0,5 2. После чего полученную суспензию фракционно очищают. 1 з. п. ф-лы. 2 ил.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОСТИМУЛЯТОРА РОСТА ИЗ САПРОПЕЛЯ И/ИЛИ ТОРФА, включающий измельчение исходного сырья, его экстракцию в водной среде, добавление щелочи, отделение из полученной суспензии жидкой фракции и последующее загущение жидкой фракции, отличающийся тем, что экстракцию и добавление щелочи осуществляют в одной стадии с одновременной гомогенизацией полученной суспензии при соотношении масс исходного сырья и водной среды 1 (0,5 2,0) при величине pH суспензии не более 10. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гомогенизацию и отделение из полученной суспензии жидкой фракции осуществляют посредством помещения в суспензию вращающейся рабочей камеры с днищем, боковая поверхность которой предстваляет собой поверхность, образованную вращением образующей вокруг вертикальной оси, с кольцевой кромкой в верхней части рабочей камеры и заборными отверстиями в днище, причем скорость перемещения боковой поверхности рабочей камеры устанавливают не менее 6 м/с.