СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПТИЧЬЕГО ПОМЕТА К УТИЛИЗАЦИИ Российский патент 1997 года по МПК C05F3/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано, в частности, для переработки и утилизации птичьего помета с получением различных товарных продуктов и/или полупродуктов либо путем непосредственного использования (после подготовки по предлагаемому изобретению) в виде удобрений, кормовых добавок, либо в качестве составной части для производства комбикормов, комплексных органо-минеральных удобрений и т.д.

Известен [1] способ биотермической переработки птичьего помета, заключающийся 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^oC. Процесс разложения сырья заканчивается за 35-40 суток; при этом образуется однородный, не имеющий запаха компост, пригодный для удобрения.

Недостатками известного способа являются невысокая производительность и необходимость дополнительной сушки с целью обеспечения транспортировки, хранения и последующей дозировки.

Из известных аналогов [2] наиболее близким к заявляемому способу по совокупности признаков является известный способ переработки птичьего помета - прототип [3] заключающийся в следующем. Исходный сырой (влажностью 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 агента в начале 900-1000^oC, в конце 120-160^oC. 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.

Из охладительной колонны высушенный помет направляют транспортером в накопитель, из которого осуществляют расфасовку и/или отгрузку готового продукта потребителям.

Получаемый таким образом продукт имеет влажность 12-14% и представляет собой комкообразную крошку с размером гранул от 1 до 10 мм.

Недостатки известного способа (по прототипу) 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 (от 1 до 10 мм) высушенного и измельченного продукта;
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 обеспечении условий получения однородного по дисперсности целевого продукта, удобного для последующей утилизации; другой задачей изобретения является сокращение потерь конечного продукта с неутилизируемыми отходами производства.

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;
загрузка влажного помета из бункера-дозатора в сушильную камеру;
подача в сушильную камеру газа- теплоносителя;
проведение процесса термообработки и обезвоживания помета в кипящем псевдоожиженном слое гидрофобного материала, в качестве которого может быть использован фторопласт с эффективным диаметром частиц 1-10 мм, преимущественно 3-5 мм;
выгрузка помета в разгрузочный бункер и расфасовка готового продукта.

Существенным отличительным признаком заявляемого способа является то, что обезвоживание помета ведут в кипящем псевдоожиженном слое инертного гидрофобного материала.

Другим существенным отличительным признаком заявляемого способа является то, что в качестве инертного гидрофобного материала используют фторопласт с эффективным диаметром частиц 1-10 мм, преимущественно 3-5 мм.

Как показали лабораторные и опытные испытания, вышеуказанные условия осуществления заявляемого способа обеспечивают при прочих равных условиях достижение технического результата, заключающегося в следующем:
получение однородного по дисперсному составу целевого продукта, удобного для последующей утилизации, в частности, по предлагаемому способу исключается образование комков, а получаемый продукт представляет собой тонкодисперсный порошок, легко поддающийся гранулированию любым из известных способов, в том числе путем смешивания с другими компонентами, например с минеральными добавками, и получением органо-минеральных удобрений;
получение гранулированных комбикормов и т.п.

Помимо вышеуказанного технического результата, как показали испытания, по предлагаемому способу не наблюдается налипание помета на стенках сушильной камеры, в связи с чем не происходит "подгорание" помета на стенках и не наблюдается снижение (как по прототипу) качества целевого продукта. Поэтому по предлагаемому способу существенно ниже потери продукта и выше производительность процесса в целом.

Анализ уровня техники в отношении совокупности всех существенных признаков заявленного технического решения показывает, что предложенный способ соответствует критерию "новизна".

Проверка соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня в отношении совокупности существенных признаков свидетельствует о том, что предлагаемый способ не следует для специалистов явным образом из известного уровня техники.

Пример. На пилотной установке переработано по предлагаемому способу около 100 кг влажного (75%) куриного помета. В процессе испытаний исходный влажный куриный помет из дозатора шнековым питателем подавался в нижнюю часть сушильной камеры на слой инертного гидрофобного материала фторопластовая крошка с эффективным диаметром 4±1 мм. Одновременно в сушильную камеру, в слой (или под слой) фторопластовой крошки, подавали газ-теплоноситель (от сжигания мазута или природного газа).

В этих условиях в сушильной камере протекают следующие процессы. Влажный куриный помет обволакивают тонким слоем поверхность частиц (крошку) фторопласта; благодаря потоку газа-теплоносителя создается кипящий псевдоожиженный слой частиц фторопласта, покрытых тонкой пленкой влажного помета; в связи с большой поверхностью частиц происходит обезвоживание помета, находящегося в виде тонкого слоя (пленки) на поверхности частиц фторопласта. Поскольку адгезия помета к гидрофобным материалам сравнительно невелика, то по мере потери влаги происходят "скалывание" высушенного помета с поверхности фторопластовых частиц и их одновременное измельчение за счет многочисленных контактов и соударений в кипящем псевдоожиженном слое. Обработанный таким образом помет выгружали из сушильной камеры и расфасовывали в мелкую тару.

Испытания показали, что подготовленный по предлагаемому способу термообработанный и высушенный куриный помет представляет собой однородную мелкодисперсную легкосыпучую массу (0,5-1 мм), удобную для последующей переработки (например, для гранулирования) и для расфасовки, транспортировки и хранения (практически не слеживается).

Остаточная влажность, в зависимости от скорости подачи исходного помета и газа-теплоносителя, может колебаться в довольно широких пределах: от 5 до 25% Необходимо отметить, что влажность конечного продукта легко регулируется. В зависимости от назначения конечного продукта, по предлагаемому способу может быть достигнута остаточная влажность либо 5-8% (например, в случае непосредственного использования высушенного и термообработанного помета в качестве удобрений или кормовых добавок), или 20±5% (в случае, если получаемый продукт предусматривается затем гранулировать одним из известных способов).

В процессе испытаний было рассмотрено влияние размера частиц фторопласта на эффективность процесса. Установлено, что при использовании "крупных" (более 20 мм) частиц резко падает производительность, а при использовании "мелких" (менее 1 мм) частиц инертного материала возникают трудности, связанные с решением проблемы разделения готового, высушенного (обезвоженного) продукта и собственно инертного материала. Оптимальным является использование инертного гидрофобного материал с эффективным диаметром 1-10 (3-5) мм.

В процессе испытаний были проведены также опыты с другими материалами, в частности с гидрофильными и неинертными по отношению к влажному куриному помету. При этом было установлено, что: во-первых, замена гидрофобного материала (фторопласт) на гидрофильный (стеклянные шарики бисер) приводит к резкому, в несколько раз, падению производительности процесса (кроме того, наблюдалось самоизмельчение стеклянных шариков и попадание стеклянных "сколов" в конечный продукт); во-вторых, замена инертного (т.е. не взаимодействующего с влажным куриным пометом) на неинертный гидрофильный, в частности, хлорид калия (с целью получения за одну стадию комплексного органо-минерального удобрения) привела к уменьшению производительности и образованию в нижней части сушильной камеры комков ("окомкование", "агрегирование", "окускование") и в ряде опытов к зарастанию и пригоранию.

В случае же использования в качестве инертного гидрофобного материала фторопласта (d_эф= 3 5 мм) в условиях кипящего псевдоожиженного слоя процесс подготовки куриного помета и его последующей утилизации протекает без каких-либо осложнений: не наблюдалось налипания, подгорания помета и соответственно не наблюдалось потерь ценных компонентов протеина в процессе обезвоживания и термообработки.

Использование: на птицефабриках для переработки птичьего помета с получением товарных продуктов (удобрений, кормовых добавок) или полупродуктов. Сущность изобретения: после загрузки влажного помета в сушильную камеру осуществляют термообработку и обезвоживание помета в псевдоожиженном слое инертного гидрофобного материала, в качестве которого используют фторопластовую крошку с эффективным диаметром частиц 1-10, преимущественно - 3-5 мм. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ подготовки птичьего помета к утилизации, включающий загрузку влажного помета в сушильную камеру, подачу в сушильную камеру газа-теплоносителя, обезвоживание помета, выгрузку и затаривание, отличающийся тем, что обезвоживание помета ведут в псевдоожиженном слое инертного гидрофобного материала. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инертного гидрофобного материала используют фторопласт с эффективным диаметром частиц 1 10 мм, преимущественно 3 5 мм.