Способ получения органоминеральной добавки Российский патент 2021 года по МПК A23K20/00 C05F11/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно, к способу получения органоминеральной добавки на основе торфа, которая может найти применение в качестве органоминерального удобрения, а также в качестве добавки к корму для животных или как БАД.

Из уровня техники известны различные способы получения органоминеральных добавок.

Так, из патента РФ № 2709745 (опубликован 19.12.2019) известен способ производства комплексного органоминерального вещества на основе гумата калия, которое может использоваться в качестве удобрения, кормовых добавок и БАД.  Способ заключается в том, что используют торф, сырье засыпают в дисольвер в определенной последовательности: сначала примерно 80% торфа, далее гидроксид КОН, затем оставшийся просеянный торф; подают воду с температурой 60°С; перемешивают, барботируют; полученную массу перекачивают посредством насоса через фильтр в вакуумный реактор на 80 минут; в реакторе смесь прогоняют через гомогенизатор; после этого продукт перекачивают в отстойники, где отстаивают не менее 12 часов; готовый продукт при розливе подвергают ультрафиолетовому облучению.

В описании к патенту РФ № 2573358 (опубликован 20.01.2016) известен способ получения гуминового препарата, используемого в качестве стимуляторов роста и развития растений, который включает предварительную гидродинамическую обработку воды, измельчение торфа и приготовление водно-торфяной суспензии, озонирование водно-торфяной суспензии, воздействие щелочным реагентом, кавитацию, гидратацию и отделение жидкой фракции, причем количество щелочного реагента, необходимого для обработки торфоводяной суспензии, определяется реакцией нейтрализации водной суспензии торфа (в пропорции 1:3) калийной щелочью до pH 6,5-7,5.

Наиболее близким аналогом к патентуемому решению является способ получения комплексной органоминеральной добавки, который заключается в смешивании торфа, гидроксида калия с водой температуры 30-41°C, после чего последовательно осуществляют воздушный барботаж полученной смеси с последующим ее измельчением, воздействием ультрафиолетом и вакуумированием (патент РФ № 2637126, опубликован 30.11.2017).

Недостатком известного способа является недостаточная эффективность добавки ввиду меньшей биологической активности.

Технической проблемой заявленного способа является устранение указанного недостатка.

Техническим результатом является повышение биологической активности добавки на основе гумата калия, полученной предложенным способом, повышение ее эффективности, питательных свойств со снижением ее расхода при использовании.

Заявленный технический результат достигается при использовании органоминеральной добавки на основе гумата калия, полученной способом, заключающимся в последовательном осуществлении следующих стадий:

- промывка торфа водой с температурой 18-25°С и механическое измельчение до пылеобразного состояния;

- окисление торфа воздушной смесью;

- обработка полученной смеси сначала ИК-излучением, потом УФ-излучением;

- подготовка смеси в глубоком вакууме;

- кавитационная обработка;

- выщелачивание едким калием;

- после выщелачивания смесь под собственным весом разделяют на осадок и аминокислоты по слоям.

Что достигается (какой эффект) при осуществлении каждой стадии: Будут обратимыми реакции. В этом диапазоне необратимость реакций

- диапазон температуры воды 18-25°С для промывки торфа выбран исходя из того, что в данном диапазоне не происходит разрушение аминокислот, а пылеообразное (до 0,1 мм) состояние торфа позволяет максимально их экстрагировать водой.

- окисление полученной суспензии воздушной смесью;

- обработка суспензии сначала ИК-излучением, потом УФ-излучением позволяет предварительно пастеризовать суспензию перед ее обеззараживанием, сохранив в ней все витамины, микроэлементы и аминокислоты. Длина волн ИК-излучения для пастеризации может быть выбрана из диапазона от 1200 до 3500 нанометров;

- подготовка суспензии в глубоком вакууме с нагревом до 40-65°С позволяет полностью выделить аминокислоты. Вакуумирование инициирует реакции ионного обмена в суспензии, при этом не происходит разрушение ДНК аминокислот. Что позволяет получить сырье, в котором в хелатных формах находятся 30 макро- и микроэлементов, 20 аминокислот, 8 групп витаминов и 102 функциональные группы, жизненно необходимые растениям и животным;

- кавитационная обработка;

- выщелачивание гидроксидом калия.

После выщелачивания смесь разделяют в разделительной колонне (например, отстойник). Разделение смеси на осадок и аминокислоты происходит под собственным весом, при этом аминокислоты разделяются по слоям. Осадок на гомогенизаторе перемешивают и получают конечный продукт.

Таким образом, за счет сохранения ДНК аминокислот и полной их экстракции повышается эффективность и биологическая активность добавки, что приводит к сокращению ее расхода.

Целевым продуктом предлагаемого способа является гуминовый препарат, содержащий смесь гуминовых кислот, солей гуминовых кислот и минеральные компоненты исходных продуктов.

Повышение эффективности добавки на основе гумата калия достигается благодаря совокупности осуществления всех указанных стадий, режимы каждой из которых являются наиболее щадящими относительно содержащихся в суспензии аминокислот, микроэлементов и витаминов.

Способ осуществляют следующим образом.

В качестве сырья использовали низинный торф высокой степени разложения. Торф предварительно промывают водой с температурой 18-25°С, после чего воду отделяют на любом разделительном устройстве (фильтр, сепаратор, отстойник), отделенный осадок, представляющий собой гелеобразную суспензию подают в вакуумный реактор, полученную суспензию подвергают механическому измельчению в диспергаторе до размеров частиц до 0,1 мм. Затем с помощью барботажа окисляют суспензию воздушной смесью в течение 30-60 минут, при этом воздушная смесь берется из расчета 1 м³ на 900-1500 г торфа.

После чего полученную смесь сначала подвергают ИК-излучению в течение 6-10 минут, потом УФ-излучением в течение 3-5 минут и направляют на подготовку в глубоком вакууме при температуре +40÷+65°С в течение 20 минут с последующей кавитационной обработкой в гомогенизаторе в течение 10÷15 минут и выщелачиванием гидроксидом калия с расходом 30 г на 1 кг в течение 1,2-1,5 часов.

После выщелачивания смесь разделяют в разделительной колонне (например, отстойник). Разделение смеси на осадок и аминокислоты происходит под собственным весом, при этом аминокислоты разделяются по слоям. Осадок на гомогенизаторе перемешивают и получают конечный продукт.

Полученную таким образом добавку использовали в качестве добавки в корм сельскохозяйственным животным, для обработки растений во время вегетации, а также для обработки загрязненных почв.

Для животноводства и птицеводства в корм добавляют от порядка 0,8 л до порядка 5 л добавки, полученной вышеуказанным способом, в зависимости от типа корма.

В зеленые корма добавляют 1,8-5 л добавки на 1 т корма. В грубые корма добавляют 1,553 л на 1 т корма.

В комбикорма для животных добавляют 1-5 л добавки на 1 т корма. В комбикорма для птиц добавляют 0,5-4 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 0,3-2,5 л добавки, полученной вышеуказанным способом, и используют для выпаивания животных. В животноводстве используют 1,5-3.5 л добавки на 1 м³ воды, в птицеводстве – 0,3-2 л добавки на 1 м³ воды.

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. Пшеница озимая (сорт «Комплимент») с. Гуриновка. Экспериментальный участок обрабатывался добавкой, полученной заявленным способом, а контрольный – добавкой, принятой в качестве наиболее близкого аналога.

Поле № 015823 Площадь, га Урожайность, т Урожайность с 1 га, т Экспериментальный участок 20 62, 47 3,125 Контрольный участок 20 53,05 2,662

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 56% от исходного, что связано с испарением легких фракций нефти.

Как показали анализы 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 23% от исходного. В дальнейшем содержание нефтепродуктов в почве почти не изменялось, и по окончании 4-х недель опыта составило на контроле 22,5%. 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 200 г/кг комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия.

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.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Предложен способ получения органоминеральной добавки на основе гумата калия, согласно которому последовательно проводят следующие стадии: промывку торфа водой с температурой 18-25°С и механическое измельчение до пылеобразного состояния, окисление торфа воздушной смесью, обработку полученной смеси сначала ИК-излучением, потом УФ-излучением, подготовку смеси в глубоком вакууме, кавитационную обработку, выщелачивание едким калием, разделение на осадок и аминокислоты по слоям. Осадок перемешивают до получения конечного продукта. Изобретение обеспечивает повышение биологической активности добавки на основе гумата калия. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения органоминеральной добавки на основе гумата калия, заключающийся в том, что последовательно осуществляют промывку торфа водой температурой 18-25°С, механическое измельчение до пылеобразного состояния, окисление полученной суспензии воздушной смесью в течение 50 минут, при этом воздушную смесь для окисления берут из расчета 1 м³ на 90 г торфа, далее смесь обрабатывают сначала ИК-излучением в течение 6 минут, потом УФ-излучением в течение 6 минут, подготовку суспензии в глубоком вакууме, кавитационную обработку в течение 10 минут и выщелачивание гидроксидом калия в течение 12 часов, после выщелачивания смесь под собственным весом разделяют на осадок и аминокислоты по слоям, осадок перемешивают до получения конечного продукта.

2. Способ получения органоминеральной добавки на основе гумата калия по п.1, отличающийся тем, что подготовку в глубоком вакууме осуществляют при температуре +40°С.