Способ получения комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия, способ получения комплексного органоминерального удобрения на основе гумата калия и птичьего помета, способ обогащения корма для животных комплексной органоминеральной добавкой на основе гумата калия, способ выпаивания с использованием комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия Российский патент 2017 года по МПК C05F11/02 A23K20/00 

Группа изобретений относится к органоминеральным добавкам, а именно к способу получения и применения для использования в качестве органоминерального удобрения, а также в качестве добавки к корму для животных и способу выпаивания.

Известен способ получения комплексного органоминерального удобрения на основе гумата калия и птичьего помета из патента RU 2174971. Способ получения удобрения включает измельчение органических компонентов, их смешение с минеральными добавками, гранулирование с последующей сушкой и разделение гранул на фракции. Перед измельчением в органические компоненты вносят материнский слой земли, а измельчение производят до размеров частиц 80-120 мкм. Затем осуществляют обеззараживание и ферментацию смеси при 60-80°C с добавлением 4-25%-ного водного раствора аммиака при постоянном перемешивании в течение 2-4 ч. После этого производят фракционирование массы с размером частиц до 5 мм, вносят в нее стимулятор и связующее и производят гранулирование путем продавливания готовой массы через шнековый экструдер с ножом, причем сушку гранул осуществляют при 35-60°C.

Наиболее близким аналогом заявляемого способа получения комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия является техническое решение, известное из патента RU 2347370. Торф низинный очищают от посторонних механических включений и просеивают до размера частиц не более 10 мм. Торф смешивается с нежесткой водой с температурой 20-60°C. Добавляют едкий калий и силикат натрия. Содержимое реактора перемешивается путем барботации сжатым воздухом в течение 1 часа, и полученная суспензия настаивается в течение 18-24 часов.

Наиболее близким аналогом заявляемого способа получения комплексного органоминерального удобрения на основе гумата калия и птичьего помета является техническое решение, известное из патента RU 2345976. Предварительно готовят компост путем аэробной двухстадийной ферментации смеси подстилочного навоза и подстилочного птичьего помета с торфом с прерывающейся аэрацией воздухом снизу вверх. При этом первая стадия протекает в мезофильном режиме при 25-30°C, вторая - в термофильном при 65-80°C. Готовый компост в концентрации 10-20% смешивают с очищенным от механических примесей и измельченным торфом влажностью не более 40% и гуматом калия, взятыми в концентрациях 76-86% и 2% соответственно. Смешивание ведут при комнатной температуре в течение 12-25 мин. После этого смесь измельчается в дробилке. В полученную систему при помощи дозатора вводят механоактивированную фракцию торфа. Компоненты тщательно перемешиваются при комнатной температуре в течение 12-25 мин.

Однако во всех указанных выше технических решениях при получении гумата калия использован высокотемпературный режим, при котором происходит уничтожение белковой жизни, и, как следствие, снижение эффективности получаемой добавки и продуктов на ее основе.

Наиболее близким аналогом заявляемого способа обогащения корма для животных комплексной органоминеральной добавкой на основе гумата калия является техническое решение, известное из патента RU 2248131. Маточный раствор гумата натрия с концентрацией 2,5-3% вводится в рацион любых животных из расчета 0,25-0,45 мл на 1 кг живого веса один раз в сутки, для любых птиц: несушек - 6 л/сутки, цыплят - бройлеров - 8 л/сутки на 1 тонну комбикорма.

Наиболее близким аналогом заявляемого способа выпаивания с использованием комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия является техническое решение, известное из патента RU 2248131. Маточный раствор гумата натрия с концентрацией 2,5-3% вводится в питье для любых птиц: несушек - 6 л/сутки, цыплят - бройлеров - 8 л/сутки на 2000 л воды.

Однако в данных способах использован гумат натрия, в котором присутствуют тяжелые металлы, что может особенно негативно сказаться на здоровье животных.

Задача заявляемой группы изобретений заключается в сохранении белковой жизни при производстве продуктов на основе гумата калия.

Техническим результатом заявляемой группы изобретений является повышение эффективности продуктов на основе гумата калия, т.е. повышение их биологической активности благодаря сохранению в них белковой жизни за счет оптимально подобранных технологических операций.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе получения комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия, включающем смешивание торфа, воды и гидроксида калия, смешивание осуществляют с водой температуры 30-41°C, после чего последовательно осуществляют воздушный барботаж полученной смеси, измельчение, воздействие ультрафиолетом и вакуумирование.

После вакуумирования может быть осуществлены гомогенизация, удаление осадка и фильтрация с получением жидкого продукта.

При смешивании с водой воду могут подавать в аэрозольном виде, а после вакуумирования осуществлять гранулирование с получением гранулированного продукта.

После вакуумирования могут осуществлять повторный воздушный барботаж.

Воздушный барботаж могут осуществлять воздухом с температурой 18-25°C.

При вакуумировании стенки вакуумного реактора могут прогревать до температуры 35-38°C и добавлять воду с температурой порядка 40°C.

Указанный технический результат достигается также за счет того, что в способе получения комплексного органоминерального удобрения на основе гумата калия и птичьего помета, включающем обработку птичьего помета добавкой на основе гумата калия, птичий помет обрабатывают добавкой, полученной заявляемым способом.

Указанный технический результат достигается также за счет того, что в способе обогащения корма для животных комплексной органоминеральной добавкой на основе гумата калия, включающем смешивание корма с добавкой на основе гумата калия, в корм для животных добавляют от порядка 1,5 л до порядка 7 л добавки, полученной заявляемым способом.

Указанный технический результат достигается также за счет того, что в способе выпаивания с использованием комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия, включающем смешивание воды для выпаивания с добавкой на основе гумата калия, на 1 м³ воды берут от порядка 1 л до порядка 4 л добавки, полученной заявляемым способом.

Повышение эффективности продуктов на основе гумата калия достигается благодаря комплексному использованию заявленного технологического процесса, в котором низкотемпературные режимы обработки сырья дополняются обработкой ультрафиолетом и вакуумированием.

Вакуумирование инициирует реакции ионного обмена в обрабатываемой смеси, позволяя неразрушающим способом изменять строение молекулы. Это позволяет получить исходное сырье, в котором в хелатных формах находятся 30 макро- и микроэлементов, 20 аминокислот, 8 групп витаминов и 102 функциональные группы, что жизненно необходимо как растениям, так и животным.

Добавка в составе удобрения активно связывает тяжелые металлы в почве, нивелирует солнечную и прочую радиацию, ускоряет дыхание клетки, образование хлорофилла, перевода клеточного сока в гель, что позволяет не терять времени на вегетацию растений при высоких и низких температурах, позволяет быстро и в больших количествах накапливать матричную РНК. Применение добавки в качестве удобрения позволяет сократить количество минеральных удобрений и химических средств защиты растений до 80%.

Комплексное органоминеральное удобрение на основе гумата калия и птичьего помета, получаемое заявляемым способом, является мощным почвомодификатором, помогает бороться с опустыниванием земель и отказаться от минеральных удобрений.

Способ получения комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия осуществляют следующим образом.

В качестве сырья используют низинный торф высокой степени разложения. Торф смешивают с щелочью - гидроксидом калия (KOH) - и мягкой водой температуры 30-41°C. Крайне важно, чтобы температура не превышала 41°C, чтобы предотвратить уничтожение белковой жизни. В течение порядка 15 мин смесь подвергают воздушному барботажу с помощью воздушного компрессора. Далее смесь пропускают через молотковую мельницу и на обратном пути в исходную емкость обрабатывают ультрафиолетом, обеззараживая. Через 3 часа снова осуществляют воздушный барботаж воздухом с температурой 18-25°C. Затем рабочую емкость помещают в вакуумный реактор, стенки которого прогреты до температуры 35-38°C. Добавляют очищенную от примесей воду с температурой порядка 40°C и осуществляют варку в вакуумном реакторе в течение порядка 30 мин. Через каждые 10 мин данную смесь пропускают по замкнутому циклу через гомогенизатор. Затем рабочую смесь подают в накопительную емкость для осаждения осадка и грубой фильтрации, откуда она поступает в осаждающую центрифугу. После рабочую смесь подают в приемную емкость, где она проходит два цикла обработки ультрафиолетом. В заключении рабочая смесь проходит систему тонкой фильтрации и идет на разлив.

Для получения гранулированной добавки торф смешивают с гидроксидом калия. После порядка 10 мин сухого смешивания подают воду с температурой 30-41°C в аэрозольном виде. Затем смесь подвергают воздействию ультрафиолета и теплого воздуха порядка 30 мин. После смесь измельчают в мельнице и перемешивают воздухом во втором смесителе. Аналогично получению добавки в жидком виде смесь последовательно проходит вакуумный реактор и накопительную емкость. В заключении смесь поступает в гранулятор и затем на расфасовку.

Способ получения комплексного органоминерального удобрения на основе гумата калия и птичьего помета осуществляют следующим образом.

Помет бройлерной птицы и куриц-несушек в птичнике на транспортировочной ленте для удаления помета обрабатывают методом дождевания комплексной органоминеральной добавкой на основе гумата калия, полученной указанным выше способом. Данный способ позволяет в течение 10 мин убрать зловонные запахи и превратить в течение 1 часа помет третьего класса опасности в пятый класс опасности - безопасный, что дает возможность использовать полученное удобрение в исходном виде на полях. Для получения гранулированного удобрения смесь поступает в приемный бункер, затем на сушку и гранулирование. Доза внесения составляет 500-1500 кг удобрения на 1 га в зависимости от тяжести поражения. В полученное удобрение возможно добавление торфа.

Способ обогащения корма для животных комплексной органоминеральной добавкой на основе гумата калия осуществляют следующим образом.

Для животноводства и птицеводства в корм добавляют от порядка 1,5 л до порядка 7 л добавки, полученной вышеуказанным способом, в зависимости от типа корма.

В зеленые корма добавляют 3-7 л добавки на 1 т корма. В грубые корма добавляют 3-5 л на 1 т корма.

В комбикорма для животных добавляют 2-7 л добавки на 1 т корма. В комбикорма для птиц добавляют 1,5-7 л добавки на 1 т корма.

Способ выпаивания с использованием комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия осуществляют следующим образом.

На 1 м³ воды берут 1-4 л добавки, полученной вышеуказанным способом, и используют для выпаивания животных. В животноводстве используют 2-4 л добавки на 1 м³ воды, в птицеводстве - 1-3 л добавки на 1 м³ воды.

Пример 1

Для производства жидкой добавки на основе гумата калия берут 400 кг торфа, 8 кг KOH и 400 л воды. При вакуумировании добавляют 800 л очищенной от примесей воды.

Пример 2

Для получения гранулированной добавки 1 т торфа смешивают с 20 кг КОН. Затем добавляют 150 л воды в аэрозольном виде.

Пример 3

Для птиц клеточного содержания на 1 т помета берут 30 л добавки и 10 л воды.

Пример 4

Для птиц подстилочного содержания на 1 т помета берут 15 л добавки и 10 л воды.

Пример 5

При добавлении торфа на 1 т помета берут 10-30 л добавки и 30 кг торфа.

Пример 6

Пшеница яровая (сорт «Героиня») с. Рыжевка.

Результаты обработки растения во время вегетации с применением в однобаковой смеси комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия, полученной заявляемым способом, показаны в таблице 1.

Пример 7

Пшеница озимая (сорт «Комплимент») с. Гуриновка.

Результаты обработки растения во время вегетации с применением в однобаковой смеси комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия, полученной заявляемым способом, показаны в таблице 2.

Пример 8

Сравнительный анализ эффективности различных удобрений на основе гумата калия показан в таблице 3.

Пример 9

Применение комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия, полученной заявляемым способом, для очистки почвы от нефтепродуктов.

Образец почвы массой 1,2 кг был измельчен, просеян через сито с диаметром отверстий 0,1 мм, и увлажнен до 50-60% влажности. В образец была добавлена аликвота нефти, соответствующая 10% загрязнения. Образец был тщательно перемешан на механической мешалке в течение 20 минут.

Далее образец почвы был разделен на шесть порций по 200 г. Одна порция была оставлена в качестве контроля, в остальные были добавлены аликвоты комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия и тщательно перемешаны в течении 20 минут. Полученные образцы поместили в пластиковые поддоны.

Определение содержания нефтепродуктов в почве проводили каждые 4 дня.

За время проведения эксперимента влажность образцов поддерживали на оптимальном уровне 50-60%. Температура в помещении лаборатории поддерживалась в пределах 20-23°C.

Дополнительно были заложены образцы незагрязненной почвы с различными дозами комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия (в качестве внутреннего контроля, необходимого для определения содержания нефтепродуктов).

Во всех вариантах опыта за первые 4 дня произошло снижение содержания нефти до 40-34% от исходного, что связано с испарением легких фракций нефти.

Как видно из анализов контрольного варианта, в последующие дни скорость разложения углеводородов нефти заметно упала и на 12 день наблюдений уровень загрязнения почвы компонентами нефти стабилизировался и составил около 32,5% от исходного. В дальнейшем содержание нефтепродуктов в почве почти не изменялось, и по окончании 4-х недель опыта составило на контроле 31,9%. На основании этих данных можно сделать вывод, что по исследуемым показателям почва перешла в стационарное состояние, в котором может устойчиво находится длительный срок.

В вариантах опыта с применением различных доз комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия наблюдается схожая динамика изменения содержания в почве нефтепродуктов. Максимальное снижение содержания нефтепродуктов наблюдалось в варианте с внесением в почву 300 г/кг комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия. Здесь по окончании опыта содержание нефтепродуктов снизилось на 77,1% по сравнению с исходным и на 9% по сравнению с контролем. В остальных вариантах за аналогичный период наблюдалось снижение содержания нефтепродуктов в почве на 73-75% по сравнению с исходной концентрацией.

Таблица 4. Влияние различных доз комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия на динамику содержания нефтепродуктов в нефтезагрязненной почве

Приведенные примеры являются частными случаями и не исчерпывают всех возможных реализаций заявляемой группы изобретений.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ получения комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия включает смешивание торфа, воды и гидроксида калия, причем смешивание осуществляют с водой температуры 30-41°C, после чего последовательно осуществляют воздушный барботаж полученной смеси с последующим ее измельчением, воздействием ультрафиолетом и вакуумированием. Способ получения комплексного органоминерального удобрения на основе гумата калия и птичьего помета включает обработку птичьего помета добавкой на основе гумата калия, полученной данным способом. Способ обогащения корма для животных комплексной органоминеральной добавкой на основе гумата калия включает смешивание корма с добавкой на основе гумата калия, полученной данным способом. Способ выпаивания с использованием комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия включает смешивание воды для выпаивания с добавкой на основе гумата калия, полученной данным способом. Изобретения позволяют повысить эффективность продуктов на основе гумата калия. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 табл., 9 пр.

1. Способ получения комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия, включающий смешивание торфа, воды и гидроксида калия, отличающийся тем, что смешивание осуществляют с водой температуры 30-41°C, после чего последовательно осуществляют воздушный барботаж полученной смеси с последующим ее измельчением, воздействием ультрафиолетом и вакуумированием.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после вакуумирования осуществляют гомогенизацию, удаление осадка и фильтрацию с получением жидкого продукта.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при смешивании с водой воду подают в аэрозольном виде, а после вакуумирования осуществляют гранулирование с получением гранулированного продукта.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после вакуумирования осуществляют повторный воздушный барботаж.

5. Способ по п. 1 и 4, отличающийся тем, что воздушный барботаж осуществляют воздухом с температурой 18-25°C.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при вакуумировании стенки вакуумного реактора прогревают до температуры 35-38°C и добавляют воду с температурой порядка 40°C.

7. Способ получения комплексного органоминерального удобрения на основе гумата калия и птичьего помета, включающий обработку птичьего помета добавкой на основе гумата калия, отличающийся тем, что птичий помет обрабатывают добавкой, полученной способом по п. 2.

8. Способ обогащения корма для животных комплексной органоминеральной добавкой на основе гумата калия, включающий смешивание корма с добавкой на основе гумата калия, отличающийся тем, что в корм для животных добавляют от порядка 1,5 л до порядка 7 л добавки, полученной способом по п. 2.

9. Способ выпаивания с использованием комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия, включающий смешивание воды для выпаивания с добавкой на основе гумата калия, отличающийся тем, что на 1 м³ воды берут от порядка 1 л до порядка 4 л добавки, полученной способом по п. 2.