СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОГУМУСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК C05F11/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к производству органических удобрений на основе переработки отходов промышленности, сельского хозяйства, мясоперерабатывающей промышленности Vermi-культурой.

В качестве аналога предложенного способа производства биогумуса можно привести способ, заключающийся в том, что готовят субстрат, вносят в него маточную культуру червей, укладывают субстрат в бурты и компостируют, а затем производят отделение полученного биогумуса от червей, высушивание, измельчение и просеивание, причем компостирование проводят при плотности особей червей 1,5-2 тысячи на 1 м² в течение 20-30 дней при влажности 60-80 и аэрации (см. авт. св. N 1724658, кл. C 05 F 11/00, 1992).

Известная технология не обеспечивает получение биогумуса с высоким содержанием микроэлемента, при получении биогумуса в буртах невозможно с необходимой степенью точности поддерживать температуру, влажность, которые существенно влияют на рост популяции червей, на скорость переработки субстрата и качество биогумуса. Известная технология не позволяет получить жидкий концентрат удобрения.

В качестве прототипа можно привести способ получения биогумуса, при котором сначала проводят подготовку субстрата, формируют бурты, заселяют их маточной культурой червей плотностью 25-30 тысяч особей на 1 м², укрывают бурты пленкой, затем с помощью полива поддерживают влажность субстрата 80-87 и степень аэрации 45-50 с интервалом 3-5 дней осуществляют полив, первые 3-4 недели подкормку не производят, при необходимости проводят рыхление, через 3-4 недели производят первую подкормку, а последующие осуществляют через 8-10 дней в течение 2-2,5 месяцев, затем отделяют вермикультуру [1]
Однако технология получения биогумуса в буртах не обеспечивает получение удобрения с высоким содержанием микроэлементов, невозможно выдержать стабильно технологические параметры температуры, влажности, осуществить достаточную аэрацию, обеспечить хорошую жизнедеятельность, жизнеспособность и сохранность червей, получить жидкий концентрат удобрения. Весь цикл получения биогумуса весьма продолжителен.

Для осуществления наиболее распространенных способов получения биогумуса используются такие широко известные технические средства, как тракторы и бульдозеры, для образования буртов, которые, как и часто используемые ящики или другие емкости, наполняются субстратом с помещенной в него популяцией червей, при этом для орошения используют поливальные машины или шланги, а рыхление осуществляют с помощью лопаты или вил. Такие технические средства можно рассматривать в качестве аналога предложенного устройства, однако они малопроизводительны, трудоемки, не позволяют механизировать технологический процесс, ускорить его и не позволяют достичь хороших результатов по росту червей, увеличению их популяции, не обеспечивают их сохранность (см. "Химия в сельском хозяйстве", N 1, 1995, c. 17-18).

Наиболее близкой к предложенному техническому решению является установка для производства биогумуса, содержащая ограждение, в объеме которого расположены технологические емкости, скомпанованные по технологическому процессу с организацией места загрузки субстрата и места выгрузки вермикомпоста, снабженного приемным лотком, а также влаго- и терморегулирующие системы [2]
К недостаткам известного технического решения относятся низкая производительность установки, технологический процесс, осуществляемый на ней, не обеспечивает получение биогумуса с высоким содержанием микроэлементов и жидкого концентрата удобрения.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является получение биогумуса с высоким содержанием микроэлементов, увеличение производительности установки, обеспечение возможности получения жидкого концентрата удобрения, а также создание условий для быстрого роста червей, увеличения их популяции на всех стадиях технологического процесса.

Для решения поставленной задачи предложен способ, заключающийся в определенной последовательности и цикличности операций. Способ заключается в том, что сначала проводят подготовку субстрата, заселяют его маточной культурой червей плотностью 25-30 тысяч особей на 1 м² и при температуре 20-25^oC, влажности субстрата 80-87 и степени аэрации 45-50 компостируют, причем по предложенному способу субстрат закладывают в смонтированные на вращающейся оси секции, вводят в них маточное поголовье червей и компостируют в течение 10-14 дней, затем все секции дозаправляют свежим субстратом, а через 10-14 дней содержимое секции, являющейся условно первой, перераспределяют в часть секций, последовательно расположенных за ней, при этом остальные секции дозаправляют, а первую заправляют свежим субстратом, и так последовательно все секции до последней, причем одновременно с перераспределением содержимого последней секции и заполнением ее свежим субстратом вермикомпост в последующей секции (с готовым продуктом) тщательно, до дна рыхлят, очищают миграционные ходы между этими двумя секциями и компостируют еще 5-7 дней, после чего поворачивают барабан в позицию выгрузки и вермикомпост из секции с готовым выгружают на сетчатое дно приемного лотка, под сетчатым дном которого находится свежий субстрат, и оставляют вермикомпост в приемном лотке на 3-4 дня, а операция с перераспределением содержимого секций и дозаправку их осуществляют по прежней схеме, но уже через 7-9 дней.

Существенными отличительными признаками предложенного способа от известного являются следующие:
готовым субстратом заполняют секции, смонтированные на вращающейся оси, и вводят в него маточное поголовье червей;
после компостирования в течение 10-14 дней секции дозаправляют свежим субстратом;
после последующего компостирования в течение 10-14 дней содержимое условно первой секции перераспределяют в часть секций, последовательно расположенных за ней;
оставшиеся секции дозаправляют, а первую заправляют свежим субстратом;
после компостирования в течение 10-14 дней перераспределяют содержимое следующей секции и так до последней;
одновременно с перераспределением содержимого последней секции и заполнением ее свежим субстратом вермикомпост в последующей секции с готовым продуктом тщательно разрыхляют до дна, очищают миграционные ходы между этими секциями и компостируют еще 5-7 дней;
затем вермикомпост из первой секции с готовым продуктом выгружают на сетчатое дно приемного лотка, под которым находится свежий субстрат.

Для осуществления разработанной технологии и достижения цели поставленной задачи предложено устройство, содержащее ограждение, в объеме которого расположены технологические емкости для размещения субстрата с помещенными в него червями, причем емкости по технологическому процессу скомпанованы с организацией места загрузки субстрата и места выгрузки готового продукта, которое снабжено приемным лотком, внутри ограждения размещены также термо- и влагорегулирующие системы, причем в предложенном устройстве технологические емкости выполнены в виде секций барабана, смонтированных на вращающейся оси, вдоль которой выполнен воздушный канал и миграционные ходы, которые есть и в межсекционных перегородках, кроме того, внутри секций расположены рассекатели. Устройство снабжено фартуком и поддоном для сбора жидкого концентрата, а приемный лоток имеет сетчатое дно.

Существенными отличительными признаками предложенного устройства от прототипа являются следующие:
технологические емкости выполнены в виде секций барабана, смонтированных на вращающейся оси;
вдоль оси выполнены воздушный канал и миграционные ходы;
миграционные ходы имеются также в межсекционных перегородках;
внутри секций расположены рассекатели;
устройство снабжено фартуком и поддоном для сбора жидкого концентрата;
приемный лоток имеет сетчатое дно.

На фиг. 1 изображена установка для производства биогумуса, вид сбоку в разрезе; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для производства биогумуса содержит ограждение 1, в котором на вращающейся оси 2 смонтированы секции 3, образующие барабан. Секции 3 снабжены рассекателями 4, по внешнему контуру секции 3 закрыты фиксируемыми крышками 5. Вдоль вращающейся оси 2 выполнен воздушный канал 6. Внутренний барабан, образующий дно 7 секций 3, межсекционные перегородки 8 имеют миграционные ходы 9. Вращающаяся ось 2 смонтирована на опорах 10, которые снабжены фиксаторами положения 11. В нижней части закреплен фартук 12 и поддон 13 для сбора жидкого концентрата, а также расположен обогреватель 14, связанный системами влаго- и терморегулирования 15. Приемные лотки 16, расположенные в местах возможной выгрузки биогумуса, снабжены сетчатым дном 17. Место загрузки субстрата обозначено позицией 18.

Предложенный способ производства биогумуса осуществляется следующим образом.

В конкретном случае в качестве исходного сырья используется содержимое поджелудков жвачных животных (каныга). ДЛя ускорения процесса ферментации в субстрат заселяют одноклеточные грибки типа дрожжей, которые способствуют расщеплению целлюлозосодержащих фракций. Подготовленный таким образом субстрат заправляют во все секции 3, насыщают расчетным количеством маточного поголовья червей. Секции 3 закрывают фиксируемыми крышками 5 и компостируют в течение 10-14 дней. При этом в ограждении 1 с помощью датчиков (не показаны) включаются в работу системы влаго- и терморегулирования 15, которые в автоматическом режиме поддерживают с необходимой точностью температуру 20-25^oC и влажность 80-87 При снижении температуры ниже допустимых пределов включается обогреватель 14, выполненный в виде открытой влагоиспаряющей системы, расположенной под барабаном. Теплые пары, поднимаясь вверх, выравнивают температуру и влажность в каждой секции за счет вращающейся оси 2, на которой смонтированы секции 3. Процесс осуществляется очень быстро. Если температура превышает допустимые пределы, производится орошение секций 3 водой, излишки которой по миграционным ходам 9 и воздушному каналу 6 стекают в фартук 12, а затем в поддон 13.

По истечение 10-14 дней во все секции 3 производят дозаправку свежего субстрата и в том же режиме компостируют еще 10-14 дней. После этого вермикомпост, содержащийся в условно первой секции, перераспределяют в секции, следующие за первой, остальные секции дозаправляют, а первую полностью заправляют свежим субстратом, после чего снова компостируют в течение 10-14 дней и потом перераспределяют вермикомпост, содержащийся во второй секции, и так до последней секции, причем одновременно с перераспределением вермикоспоста, содержащегося в последней секции и заполнением ее свежим субстратом вермикоспост, содержащийся в секции, предшествующей последней, в которой уже находится собственно готовый продукт, тщательно, на всю глубину разрыхляют, освобождают (очищают) миграционные ходы 9 в межсекционных перегородках 8 между последней секцией и секцией, предшествующей ей, и снова компостируют в течение 5-7 дней, за которые особи червей уходят в свежий субстрат. Теперь барабан поворачивают в положение выгрузки, фиксируют его фиксаторами 11, при этом секция с готовым продуктом оказывается над приемным лотком 16. Вермикомпост выгружают на сетчатое дно 17, под которым находится свежий субстрат и оставляют его здесь на 3-4 дня, в течение которых особи червей, оставшиеся в вермикомпосте, уходят в свежий субстрат, тем самым вермикомпост очищается от особей червей и одновременно эта технология способствует наилучшему сохранению поголовья червей, не травмируя их.

Далее все операции с перераспределением и дозаправкой осуществляются по прежней схеме, однако производят уже через 7-9 дней, чему способствует:
быстрый рост особи червя;
быстрое увеличение количества особей червей;
изменение плотности популяции червей, т.е. соотношения массы особей червей и массы загружаемого субстрата, когда по массе они равны или превышают массу субстрата;
свободное перемещение особей червей внутри объема барабана за счет наличия миграционных ходов 9 в межсекционных перегородках 8, в днище 7 секций за счет наличия воздушного канала 6;
обеспечение оптимальных условий жизнедеятельности особей червей по температуре, влажности и аэрации.

Достаточная степень аэрации достигается особенностями конструкции предложенного устройства, а именно наличием воздушного канала 6, наличием миграционных ходов 9 и созданием воздушных каналов внутри секций 3 расположенными в них рассекателями 4, которые при вращении барабана способствуют образованию свободных зон пустот, что в свою очередь способствует свободному проникновению в глубь вермикомпоста воздуха, воды и передвижению особей червей.

Особенности конструкции устройства, имеющего фиксаторы положения барабана, обеспечивают удобство обслуживания всех операций, причем вращение барабана может осуществляться в прямом и обратном направлениях.

Наличие ограждения 1 и автоматических систем регулирования температуры и влажности позволяет поддерживать оптимальные условия и достичь значительной экономии энергии тепла, причем режим экономии может быть еще увеличен за счет обогрева объема внутри ограждения 1 собственным теплом секций, когда в одной из них температура значительно повышается, барабан поворачивают так, чтобы эта секция оказалась внизу и ее тепло по конвекции будет распространяться по всему объему.

Предлагаемые способ и устройство позволяют получить высококачественный биогумус, осуществить технологию выращивания вермикультуры и, кроме того, получить жидкий концентрат удобрения с высоким содержанием активных микроэлементов. Сбор жидкого концентрата осуществляется с помощью фартука 12 в поддоне 13. Особенности технологии получения жидкого концентрата и его состав являются предметом самостоятельной защиты.

Использование: в производстве органических удобрений на основе переработки отходов промышленности, сельского хозяйства, мясной промышленности калифорнийскими червями. Сущность изобретения: способ получения биогумуса заключается в том, что сначала производят подготовку субстрата, заселяют его маточной культурой червей с определенной плотностью и при определенной температуре, влажности субстрата и степени аэрации компостируют, причем по предложенному способу компостирование осуществляют в смонтированных на вращающейся оси секциях сначала в течение 10-14 дней, затем все секции дозаправляют свежим субстратом и снова компостируют 10-14 дней, после чего вермикомпост в секции, которую условно обозначают первой, перераспределяют в часть секций, последовательно расположенных за ней, при этом остальные секции дозаправляют, а первую полностью заправляют свежим субстратом и так последовательно все секции до последней, причем одновременно с перераспределением вермикомпоста в последней секции и заправкой ее свежим субстратом вермикомпост в предпоследней секции тщательно до дна рыхлят, очищают миграционные ходы между этими секциями и компостируют еще 5-7 дней, после чего вермикомпост предпоследней секции выгружают на сеточное дно приемного лотка. Устройство для получения биогумуса содержит ограждение, в объеме которого расположены технологические емкости для субстрата, выполненные в виде секций барабана, смонтированного на вращающейся оси, вдоль которой выполнен воздушный канал с миграционными ходами, причем последние выполнены и в межсекционных перегородках. Устройство снабжено приемным лотком, а также термо- и влагорегулирующими системами, фартуком и поддоном, причем внутри секций расположены рассекатели. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ получения биогумуса, заключающийся в том, что сначала производят подготовку субстрата, заселяют его маточной культурой червей с плотностью 25 30 тысяч особей на 1 м² и при 20 28^oС, влажности субстрата 80 87% и степени аэрации 45 50% компостируют, отличающийся тем, что субстрат компостируют в смонтированных на вращающейся оси секциях сначала в течение 10 14 дней, затем все секции дозаправляют свежим субстратом и снова компостируют в течение 10 14 дней, после чего вермикомпост, содержащийся в условно первой секции, перераспределяют в часть секций, последовательно расположенных за ней, при этом остальные секции дозаправляют, а первую полностью заправляют свежим субстратом и так последовательно все секции до последней, причем одновременно с перераспределением вермикомпоста, содержащегося в последней секции, и заправкой ее свежим субстратом вермикомпост в секции, предшествующей последней, тщательно до дна рыхлят, очищают миграционные ходы между этими секциями, компостируют еще 5 7 дней, после чего вермикомпост предшествующей секции выгружают на сетчатое дно приемного лотка, а операции с перераспределением вермикомпоста секций и дозаправку их осуществляют по прежней схеме, но уже через 7 9 дней. 2. Устройство для получения биогумуса, содержащее ограждение, в объеме которого расположены технологические емкости для размещения субстрата с помещенным в него маточным поголовьем червей и скомпонованные по технологическому процессу с организацией места загрузки субстрата и места выгрузки биогумуса, которое снабжено приемным лотком, а также термо- и влагорегулирующие системы, отличающееся тем, что технологические емкости выполнены в виде секций барабана, смонтированных на вращающейся оси, причем вдоль оси выполнены воздушный канал и миграционные ходы, которые есть и в межсекционных перегородках, кроме того, внутри секций расположены рассекатели. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно снабжено фартуком и поддоном для сбора жидкого концентрата. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что приемный лоток имеет сетчатое дно.