СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БИОГУМУСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК C05F3/00 C05F3/06 

Изобретение относится к производству органических удобрений и может быть использовано для производства биогумуса.

Известны различные способы производства биогумуса: в ящиках, различных емкостях, лотках, грядах. При крупнотоннажном производстве биогумуса в грядах и лотках формируется гряда шириной 1,5-2 м, толщиной 150-300 мм и заселяется червями. По мере переработки субстрата червями на поверхность гряды добавляется слой свежей порции подкормки и так несколько раз. При достижении слоя биогумуса свыше 0,5 м червей с частью подкормки переселяют в гряду со свежим субстратом [Морев Ю.Б. Вермикультивирование, производство и применение биогумуса /Уральский научно-исследовательский институт сельского хозяйства. - Екатеринбург, 1992, стр.9-12]. Данный способ слабо механизирован и приводит к длительному процессу производства и ухудшению качества биогумуса за счет переувлажнения нижних слоев и их значительного уплотнения.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ производства органических удобрений, принятый в качестве прототипа, заключающийся в подготовке основания, формировании на нем ограждения-емкости, укладке в нее субстрата органического состава, высадке в субстрат популяции червей и принудительной активации их деятельности, субстрат предварительно спрессовывают в форму блоков с каналами, выкладывают блоки на основание с образованием гряды и воздушной полости под ней, в которую подают активизирующие агенты, и дальнейшем уничтожении червей при достижении достаточной готовности гумуса в пресс-блоке путем подачи в полость горячего пара [см. патент РФ № 2049082].

По мнению авторов такой способ противоречит условиям производства биогумуса, так как субстрат должен быть рыхлым и мелкоизмельченным для активного питания червей, лучшего газообмена и поддержания температуры вермикультивирования. Тем более, что подготовка пресс-блоков путем термопрессовки делает данный способ экономически невыгодным. А уничтожение червей путем подачи в полость основания горячего пара приводит к тому, что животноводство лишается дополнительной кормовой базы, так как черви содержат в себе более 30 видов аминокислот, которые не содержатся ни в одном виде мясных и рыбных продуктов. Также под действием пара происходит гибель микроорганизмов, которые в большом количестве содержатся в биогумусе (до 10 миллионов шт. в 1 г) и способствуют повышению плодородия почвы.

Таким образом, недостатком данного способа является уничтожение микроорганизмов, которые являются основой в повышении плодородия почвы и червей, которых в дальнейшем можно было бы использовать в процессе производства биогумуса.

Широкое внедрение процесса производства биогумуса сдерживается отсутствием эффективных технических средств для его реализации. Трудоемкой и ответственной операцией при производстве биогумуса является формирование гряд. Попытка использовать для этого средства механизации, не приспособленные к данной работе, в частности разбрасыватель органических удобрений РОУ-6 со специальным устройством, не обеспечивает процесса формирования гряд необходимых размеров. Для этой цели агрегат должен иметь рабочие органы, позволяющие в совокупности распределять субстрат и формировать из него гряды заданных размеров [Бондаренко А.М. Механизация технологического процесса производства биогумуса /Техника и оборудование для села, 2000, № 7 стр.8-9].

Наиболее близким к предлагаемому устройству является мобильный раздатчик влажных кормов, принятый в качестве прототипа, содержащий на самоходной тележке бункер с выгрузным шнеком и охватывающим его кожухом, который имеет выгрузное окно, выполненного в верхней части последнего, выравниватель потока корма, размещенный на валу шнека в зоне выгрузного окна [см. патент РФ № 1416091].

Данное устройство можно использовать в процессе распределения субстрата, но оно не будет обеспечивать процесс формирования гряды с заданным поперечным сечением и дальнейший процесс равномерного распределения подкормки.

Техническая задача - повышение производительности и качества получаемого биогумуса, сохранение популяции червей за счет использования предлагаемого способа производства биогумуса и устройства для механизации процессов продольного распределения субстрата и формирования из него гряд при производстве биогумуса.

Указанная задача достигается в способе производства биогумуса, включающем в себя подготовку основания лотка, укладку субстрата органического состава в гряды, высадку в субстрат популяции червей, где согласно изобретению формирование гряд осуществляют продольным распределением свежей подкормки из неспрессованного субстрата органического состава, обеспечивающего лучшую аэрацию и увлажнение среды обитания червей, а так же осуществляется сохранение, а не уничтожение популяции червей для дальнейшего их использования в процессе производства биогумуса или в процессе производства кормовой муки для сельскохозяйственных животных при размножении избыточной массы червей в грядах, а готовый биогумус убирают и на его месте распределяют свежую подкормку, обеспечивая непрерывность процесса. Кроме того, задача достигается в устройстве, содержащем размещенные на самоходной тележке бункер с мешалкой и рабочий орган, распределяющий субстрат, выполненный в виде транспортера-распределителя на передвижной платформе и установленный на направляющих с возможностью возвратно-поступательного движения, необходимого для продольного распределения субстрата, на обоих концах транспортера установлены формообразующие элементы, выполненные в виде двух металлических щитов, края нижних частей которых имеют загиб с углом α от 35 до 40°, обеспечивающий скольжение по гряде, при этом на направляющих транспортера с обеих сторон закреплены катки с зубьями, разравнивающие и разрыхляющие верхние слои гряд.

Фиг.1, 2, 3 - этапы предлагаемого способа производства биогумуса; на фиг.4 изображен традиционный способ производства биогумуса с послойным распределением подкормки; на фиг.5 изображен мобильный распределитель субстрата биогумуса, общий вид; на фиг.6 - разрез А-А на фиг.5; на фиг.7 - транспортер-распределитель на передвижной платформе; на фиг.8 - вид по стрелке А на фиг.7; на фиг.9 - формообразующее устройство; на фиг.10 - вид по стрелке С на фиг.9; на фиг.11 - разрез В-В на фиг.9.

Предлагаемый способ (фиг.1) заключается в подготовке основания лотка 1 с уклоном 1 = 0,01 в обе стороны от его центра для удаления излишней влаги и в наличии канавок для сбора и удаления из лотка собранной влаги. Затем на дне лотка на расстоянии 150 мм от его стенки формируется гряда 2 из субстрата органического состава. Это расстояние необходимо для того, чтобы черви могли покинуть субстрат, если он будет непригоден для их нормальной жизнедеятельности. Гряду 2 формируют высотой до 400 мм, шириной до 500 мм и углом естественного откоса ϕ от 75 до 80° вдоль бетонного лотка 1. Над сформированной грядой устанавливается трубопровод 3 с форсунками 4, через которые производится увлажнение субстрата до нужной влажности от 70 до 80%, после чего субстрат заселяется червями [Морев Ю.Б. Вермикультивирование, производство и применение биогумуса /Уральский научно-исследовательский институт сельского хозяйства. - Екатеринбург, 1992, стр.13-14]. По мере поедания субстрата червями производится подкормка свежей порцией субстрата 5, которая распределяется (фиг.2) в данном случае с правой стороны основной гряды. При этом трубопровод с форсунками передвигается над свежей подкормкой. По мере поедания подкормки добавляется следующая порция субстрата, то есть процесс повторяется. Биогумус, находящийся в левой части лотка, постепенно теряет влажность, и червь полностью его покидает, переселяясь в свежую подкормку.

При достижении в биогумусе влажности 50% его можно убирать и использовать в производстве. Чтобы не беспокоить червей и сделать процесс производства биогумуса непрерывным, на место убранного готового продукта (фиг.3) укладывается новая подкормка и процесс повторяется. Такой способ позволит увеличить качество и количество получаемого биогумуса, так как он меньше подвергается воздействию влаги, чем при традиционных способах производства биогумуса, и позволяет уменьшить затраты труда на сбор и переселение червей.

Обеспечить процесс формирования гряды и распределения подкормки можно с помощью устройства для распределения субстрата и формирования из данного субстрата гряд при производстве биогумуса. Данное устройство можно использовать (фиг.4) и для традиционных способов производства биогумуса с послойным распределением подкормки.

Устройство для производства биогумуса (фиг.5, 6) включает размещенный на самоходной тележке 6 бункер 7 с мешалкой 8, с загрузочной горловиной 9 и выгрузным патрубком 10, который осуществляет подачу субстрата из бункера на транспортер-распределитель 11. Транспортер-распределитель 11 крепится к передвижной платформе 12, при помощи которой он осуществляет возвратно-поступательное движение по направляющей 13. На обоих концах транспортера-распределителя 11 установлены формообразующие устройства, состоящие из двух формообразователей 14, 15, которые шарнирно крепятся к телескопической трубе 16, жестко соединенной с рамой транспортера. При помощи телескопической трубы выставляется необходимый размер выгрузного окна А В, а с помощью шарнирного соединения 17 выставляется заданный угол наклона β формообразователей. Упоры 18 осуществляют жесткую связь формообразователей с телескопической трубой 16, тем самым исключают поперечное смещение формообразующего устройства в процессе формирования гряды. Катки с зубьями 19 осуществляют процессы разравнивания и разрыхления верхнего слоя гряды. При помощи шарнирного соединения 20 можно изменять расстояние между осью катка и основанием лотка, тем самым регулируя высоту гряды.

Вращение мешалки 8 и шнека, выгрузного патрубка 10 осуществляется от электродвигателя 21 через редуктор 22 и цепные передачи 23, 24.

Движение тележки и вращение приводного барабана транспортера-распределителя осуществляются от электродвигателя 25 через редукторы 26, 27 и цепные передачи 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34.

Возвратно-поступательное движение транспортера-распределителя 11 по направляющей 13 происходит посредством передачи винт - гайка 35. Винт получает вращение от электродвигателя 36 через редуктор 37 и цепную передачу 38.

Транспортер-распределитель (фиг.7, 8) состоит из приводного и натяжного барабанов 39, 40, верхних и нижних роликоопор 41, 42 и крепится к передвижной платформе 12, при помощи которой он осуществляет возвратно-поступательное движение по направляющей 13. При этом рама 43, на которой находится гайка, жестко соединена с передвижной платформой 12, а рама 44, на которой находится винт, крепится к направляющей 13.

Каждый формообразователь (фиг.9, 10) состоит из верхней 45 и нижней 46 частей, шарнирно соединенных между собой. Стопор 47 образует единую плоскость из верхней и нижней частей формообразователя. Для осуществления процесса скольжения формообразователя по гряде края его нижней части 46 имеют угол загиба α от 35 до 40°. При помощи телескопической трубы 16, регулирующей размер выгрузного окна А В, и шарнирного соединения 17, выставляющего угол β, можно задавать определенную площадь поперечного сечения гряды.

Устройство для производства биогумуса работает следующим образом. Субстрат загружается (фиг.5, 6) через загрузочную горловину 9 в бункер 7 и перемешивается мешалкой 8, после чего включается шнек выгрузного патрубка 10, и субстрат из бункера выгружается на транспортер-распределитель 11. Транспортер-распределитель 11 выгружает субстрат в выгрузное окно А В, и при помощи двух формообразователей 14, 15 происходит формирование гряды с заданным поперечным сечением (фиг.1). После образования первой гряды (фиг.7) транспортер-распределитель 11 на передвижной платформе 12 при помощи передачи винт-гайка 34 перемещается по направляющей 13 в поперечном направлении, после чего осуществляется процесс формирования дополнительной гряды, то есть распределение свежей подкормки 5 (фиг.2). Для распределения свежей подкормки с правой стороны гряды (фиг.10) убирается стопор 47 и откидывается нижняя часть 46 левого формообразователя, а правый формообразователь остается в исходном положении. При выгрузке субстрата (фиг.6) с транспортера 11 в область формообразующего устройства при помощи упоров 18 исключается поперечное смещение формообразователей. Упоры 18 (фиг.9) шарнирно соединяют формообразователи 14, 15 с телескопической трубой 16, поэтому при изменении угла β можно изменить их положение.

Таким образом, предлагаемый способ производства биогумуса обеспечивает повышение качества получаемого биогумуса за счет того, что не происходит слеживания и переувлажнение нижних слоев гряды; повышение производительности и сокращение затрат из-за исключения процессов сбора и переселения червей; сохранение популяции червей и дальнейшее их использование в процессе производства биогумуса или в процессе производства кормовой муки для сельскохозяйственных животных при размножении избыточной массы червей в грядах.

Предлагаемая установка обеспечивает формирование гряд с заданным поперечным сечением; дальнейшее равномерное распределение подкормки из свежего субстрата.

Изобретение относится к производству органических удобрений и может быть использовано для производства биогумуса. Способ включает подготовку основания лотка, укладку субстрата органического состава в гряды, высадку в субстрат популяции червей. Формирование гряд осуществляют продольным распределением свежей подкормки и неспрессованного субстрата органического состава с правой стороны основной гряды, обеспечивающего лучшую аэрацию и увлажнение среды обитания червей. Готовый биогумус убирают, а на его месте распределяют свежую подкорму, обеспечивая непрерывность процесса. Устройство содержит размещенные на самоходной тележке бункер с мешалкой и рабочий орган для распределения субстрата. Рабочий орган выполнен в виде транспортера-распределителя на передвижной платформе, которая установлена на направляющих с возможностью возвратно-поступательного движения для продольного распределения субстрата. На обоих концах транспортера установлены формообразующие элементы, выполненные в виде двух металлических щитов, края нижних частей которых имеют загиб с углом α от 35 до 40°, обеспечивающий скольжение по гряде. На направляющих транспортера с обеих сторон закреплены катки с зубьями для разравнивания и разрыхления верхних слоев гряд. Использование изобретения позволит повысить производительность процесса и качество получаемого биогумуса. 2 с.п. ф-лы, 11 ил.

1. Способ производства биогумуса, включающий в себя подготовку основания лотка, укладку субстрата органического состава в гряды, высадку в субстрат популяции червей, отличающийся тем, что формирование гряд осуществляют продольным распределением свежей подкормки из неспрессованного субстрата органического состава с правой стороны основной гряды, обеспечивающего лучшую аэрацию и увлажнение среды обитания червей, затем готовый биогумус убирают, а на его месте распределяют свежую подкормку, обеспечивая непрерывность процесса.2. Устройство для производства биогумуса, содержащее размещенные на самоходной тележке бункер с мешалкой и рабочий орган для распределения субстрата, отличающееся тем, что рабочий орган для распределения субстрата выполнен в виде транспортера-распределителя на передвижной платформе, которая установлена на направляющих с возможностью возвратно-поступательного движения для продольного распределения субстрата, на обоих концах транспортера установлены формообразующие элементы, выполненные в виде двух металлических щитов, края нижних частей которых имеют загиб с углом α от 35 до 40°, обеспечивающий скольжение по гряде, при этом на направляющих транспортера с обеих сторон закреплены катки с зубьями для разравнивания и разрыхления верхних слоев гряд.