СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОПРЕПАРАТОВ Российский патент 2022 года по МПК C05F15/00 C05F17/05 C05F17/50 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для комплексной переработке органических отходов, в том числе отходов животноводства, с получением высокоэффективных биопрепаратов: биопрепаратов: структурированной водной вытяжки /СВ/ и биоорганического концентрата /БК/.

Наблюдается тенденция к уменьшению сельскохозяйственных площадей ввиду опустынивания, засоления почв и других негативных процессов. Наряду с этим увеличивается спрос на сельскохозяйственную продукцию, преимущественно экологически чистую. Увеличение спроса приводит к увеличению производства, что в свою очередь приводит к накоплению органических отходов. Хранение органических отходов на полигонах и свалках усиливает загрязнение почв, подземных и поверхностных вод, атмосферы, нарушает функционирование экосистем, наносит ущерб сельскому хозяйству. Альтернативой хранения является использование отходов в качестве ресурса для получения биопродуктов.

Натуральное органическое удобрение биопрепарат вермикост (ВК) содержит: витамины; гормоны роста; комплекс макро и микроэлементов (калий, кальций, фосфор, цинк, медь, марганец); питательные вещества и ферменты. Преимущество этого удобрения состоит в отсутствии в нем личинок мух, семян сорняков, яиц гельментов, патогенной флоры, соединений тяжелых металлов. Внесение ВК повышает иммунитет растений, сокращает время приживаемости рассады; ускоряет процесс плодоношения; улучшает вкус фруктов и овощей; уменьшает воздействие нитратов.

Известен способ получения активированного биогумуса, заключающийся в компостировании подстилочного навоза и переработке полученного субстрата вермикультурой. На этапе переработки субстрата вермикультурой в субстрат добавляют молочную сыворотку при соотношении компонентов, мас.%: подстилочный навоз 70-80, дробленая солома 19-29,5, молочная сыворотка 0,5-1 ((RU 2306303).

Основным недостатком данного способа является наличие в молочной сыворотке витамина B12, действие которого излишне ускоряет процесс обмена веществ у компостных червей и может привести к их гибели или гибели их потомства.

Известен способ получения биогумуса (вермикоста), заключающийся во внесении навозного червя в компостосодержащий субстрат, который получают путем смешивания навоза крупного рогатого скота с дефекатом в соотношении 3:1 по объему с последующим включением полученной смеси в садовую землю в равных пропорциях с добавлением органического наполнителя в количестве 15% от объема субстрата, причем в качестве органического наполнителя используют лиственный опад (RU 2393137).

Недостатками являются повышенная кислотность приготовленного биогумуса, который возможно эффективно применять только на высокощелочных почвах, невозможность естественного смешивания навоза крупного рогатого скота и дефеката, а соответственно, необходимость привлечения дополнительных средств на смешивание искусственным образом, а также возможное наличие в лиственном опаде тяжелых металлов, которые разрушают пищеварительную систему компостных червей.

Известен способ получения вермикомпоста, характеризующийся тем, что субстрат из лузги семян гречихи увлажняют, заселяют червями и компостируют. При подготовке субстрата компоненты органического сырья смешивают до однородного состояния, увлажняют, затем приготовленный субстрат укладывают в контейнер, в котором его выдерживают в течение 15-20 дней. Созревший субстрат заселяют червями и увлажняют до 70%, компостирование осуществляется 4-4,5 мес. В субстрат из лузги семян гречихи дополнительно вводят навоз свиной в соотношении 1:1 ( RU 2363689).

Известен способ комплексной переработке органических отходов с получением биопародуктов: экочернозема и концентрированного почвенного раствора, состоящий в том, что в изолированных емкостях создают систему дренажа, размещают над ней горизонтальный слой, содержащий органоминеральную смесь, причем в горизонтальный слой вносят экочернозем, содержащий черноземообразующие организмы, в количестве 5-20% от общего объема слоя, поддерживают оптимальные условия для переработки, а после завершения переработки проливают горизонтальный слой водой и собирают фильтрат (RU 2433108).

Недостатками данного способа является низкая эффективность переработки с помощью черноземообразующих организмов.

Известен способ комплексной переработке органических отходов с получением биопародуктов: универсального бактериального препарата, обладающего симбиотическим действием, выраженным в усилении микотрофности корневой системы растений, увеличении микробного почвенного разнообразия, а также для проведения корневых и внекорневых бактериальных подкормок, получаемых из вермикомпостов, причем при его изготовлении используют дождевых червей вида lumbricus terrestris, кормление которых производят с использованием измельченной земляной груши (топинамбура) с добавлением гофрокартона и углеродистых растительных остатков в культиваторах, имитирующих естественные природные условия.

Недостатками данного способа является низкая эффективность переработки с помощью дождевых червей вида lumbricus terrestris, кормление которых производят с использованием измельченной земляной груши (топинамбура незначительное извлечение в биопрепараты микрофлоры дождевых червей.

Известен способ получения биогумуса, включающий внесение в компост, содержащий субстрат дождевого компостного червя Eisenia foetida, субстрат получают путем смешивания перепревшего куриного помета с навозом крупного рогатого скота в соотношении 1: (1,8-2,2) по объему с добавлением органического наполнителя в количестве 30-40% от объема субстрата. В качестве органического наполнителя используют отработанную подстилочную солому, или органического наполнителя используют отработанный резаный картон (RU 2550037, прототип).

Недостатком известного способа является не полное извлечение в биопрепараты микрофлоры компостного червя Eisenia Foetida, гуматов и ферментов навоза.

Технической проблемой, разрешаемой настоящим изобретением, является создание эффективного способа получения биопрепаратов и расширение арсенала способов получения биопрепаратов: структурированной водной вытяжки /СВ/ и биоорганического концентрата /БК/.

Технический результат, обеспечивающий разрешение указанной задачи, состоит в обеспечении практически полного извлечения в биопрепараты микрофлоры компостного червя Eisenia Foetida, гуматов и ферментов навоза для улучшения плодородия сельскохозяйственных угодий, сокращении сроков комплексной переработки сырья благодаря оптимизации условий жизнедеятельности компостного червя Eisenia Foetida, а также оптимальной последовательности действий по извлечению биопрепаратов и использовании для этого наиболее доступных, эффективно взаимодействующих и легко смешиваемых органических отходов.

Сущность изобретения заключается в том, что способ получения биопрепаратов включает формирование смеси для компостирования, содержащей солому, навоз крупного рогатого скота и органический наполнитель, и заселенной компостным червем Eisenia Foetida, причем компостирование производят в буртах формируемых из смеси для компостирования следующего состава:

- измельчённая солома – 30±5 % объёма;

- лежалый не менее полугода навоз – 50±5% объёма;

- органический наполнитель в виде измельченных трав – 10±5% объёма,

- каустобиолитовая смесь – 10±5% объёма,

с последующим заселением в эти бурты компостного червя Eisenia Foetida, который в дальнейшем отделяется из полученного вермикомпоста, заливается водой и выдерживается для вытяжки из него микрофлоры путем водной экстракции, после чего полученный в результате водной экстракции коллоидный раствор содержимого кишечника червя взбалтывается и сливается через мелкое сито в отдельную ёмкость, а освобожденный от червя вермикомпост подвергается кавитационной диспергации в герметичной емкости и заливается водой в количестве 500 литров воды на 100 литров вермикомпоста, затем перемешивается в течение 15-20 мин с получением непрозрачной тёмно-коричневой жидкой смеси, в которую через одни сутки добавляется коллоидный раствор содержимого кишечника червя, а полученный состав отстаивается в течение 2-х суток, по истечении которых от плотного осадка отделяют жидкую структурированную водную вытяжку, которая отстаивается в течение 3-х недель и разливается в тару, а упомянутый плотный осадок разбавляется водой до сметаноподобного состояния и сливается в центрифугу для сепарации и обезвоживания до значений 30-40% влажности, причем полученный в результате сепарации обезвоженный и измельчённый биоорганический концентрат упаковывается в тару в качестве органического удобрения.

Предпочтительно, бурты размещаются на вертикальных съемных стеллажах, а смесь для компостирования в буртах увлажняется водой, не содержащей хлора.

Предпочтительно, отделение червя из вермикомпоста производится в бурты-приманки меньшего размера для более удобного получения биомассы червя.

Предпочтительно, отделенный червь заливается водой и выдерживается 4 часа.

Предпочтительно, органический наполнитель содержит компост из луговых альпийских трав, скошенных во время цветения и измельченных до фракции 3-5 мм.

Предпочтительно, смесь для компостирования содержит солому, измельчённую до частиц размером 3-5 мм

Предпочтительно, смесь для компостирования содержит перепревший навоз крупного рогатого скота.

Предпочтительно, после взбалтывания производится удаление соломы, всплывшей на поверхность коллоидного раствора.

Предпочтительно, коллоидный раствор сливается через мелкое сито в отдельную ёмкость с коническим дном.

Способ получение биопрепаратов: структурированной водной вытяжки /СВ/ и биоорганического концентрата /БК/, осуществляется следующим образом.

На этапе компостирования осуществляется получение вермикомпоста в буртах произвольного размера. Обычно это ширина 1,5- метра и высота около 1 метра.

Для формирования буртов с последующим заселением в них компостного червя Eisenia Foetida, полученного мной в результате селекции, используется смесь следующего состава:

- измельчённая до 3-5 мм солома с самыми минимальными остаточными показателями средств защиты растений, пропитанная жидкими гуматами, полученными из бурого угля (РН не более 9) - 30±5 % объёма;

- лежалый не менее полугода, экологически чистый навоз крупного рогатого скота (КРС) - 50±5 % объёма;

- компост из луговых альпийских (луговых) трав, скошенных во время цветения, измельченных до фракции 3-5 мм и размещённых для компостирования на открытой площадке под чёрную полиэтиленовую плёнку - 10±5 % объёма;

- каустобиолитовая смесь – 10±5 % объёма.

Каустобиолитовая смесь представляет собой измельченное сырье для вермикомпоста, представляющее собой ископаемые органического происхождения- продукты преобразования остатков растительных, реже животных организмов под воздействием геологических факторов, такие как: торф, сапропель, бурый уголь, леонардит и т.д.

Бурты размещаются на вертикальных съемных стеллажах, что позволяет сэкономить место, а также использовать гравитацию для процессов, связанных с опрыскиванием буртов туманом – системой распыляющей воду мелкими частицами под большим давлением и с дальнейшим затапливанием. Собранные излишки воды собираются и проливаются повторно. Образование вермикомпоста происходит при постоянной температуре 15-20°C и постоянным контролем влажности и кислорода. Выемку вермикомпоста из буртов осуществляют через 3-5 месяцев от начала компостирования.

После того, как вермикомпост (ВК) полностью готов, т.е полностью переработан червем, из него производится отделение червя Eisenia Foetida одним из распространённых способов, например - в бурты-приманки меньшего размера для более удобного получения биомассы червя или с применением яркого электрического света.

Отделенный от ВК червь в специальной ёмкости заливается водой на 4 часа, в течение которых кишечник живого червя полностью освобождается от содержимого. В течение этого времени в кишечник червя поступает только вода, которая переносит в образующийся раствор микрофлору и другие биологически активные вещества. По истечении 4 часов, после минутного взбалтывания и удаления соломы, всплывшей на поверхность, получившийся коллоидный раствор содержимого кишечника червя через мелкое сито сливается в ёмкость с коническим дном, предназначенную для вытяжки из него микрофлоры методом водной экстракции.

Червь Eisenia Foetida не теряет своих свойств, пригоден для повторного и последующего использования и может переноситься в подготовленные заранее новые бурты.

Вермикомпост, имеющий влажность от 70% до 80%, освобождённый от червя, подвергается кавитационной диспергации в герметичной емкости и заливается водой в количестве 500 литров воды на 100 литров вермикомпоста, затем перемешивается с помощью высокопроизводительного фекального насоса в течение 15-20 мин с получением непрозрачной тёмно-коричневой жидкой смеси, в которую через одни сутки добавляется указанный предварительно полученный коллоидный раствор содержимого кишечника червя.

Полученный состав отстаивается в течение 2-х суток, по истечении которых от плотного осадка отделяют жидкую структурированную водную вытяжку (СВ), которая отстаивается в течение 3-х недель и разливается в тару.

Выше упомянутый плотный осадок разбавляется водой до сметаноподобного состояния и сливается в центрифугу для сепарации и обезвоживания до значений 30-40% влажности, с получением в результате сепарации обезвоженного и измельчённого биоорганического концентрата (БК), который упаковывается в тару в качестве органического удобрения.

Жидкая структурированная водная вытяжка (СВ), полученная данным способом, может храниться достаточно долго в закрытой непрозрачной таре без потери своих свойств, или в иной таре, но в месте, защищенном от дневного света и при температуре не ниже +5 °C

СВ содержит богатую микрофлору вермикомпоста, гуматы, ферменты кишечника КРС, микроэлементы, что обеспечивает широкий спектр применения ВЧ для рекультивации загрязненных земель нефтью и нефтепродуктами, очистки открытых водоёмов от органических загрязнений, дезодорирования и детоксикации бытовых органических отходов, городских стоков, эффективной переработки органических отходов растениеводства и животноводства до состояния высококачественных удобрений или высокоплодородных грунтов.

Предпочтительно, за 4 часа до конкретного применения биопрепаратов рекомендуется сделать смешение двух полученных по настоящему способу продуктов (СВ И БК) и аэрировать полученную смесь чистым кислородом для бурного роста микрофлоры и проростания спор в вегетативные клетки.

Свойства получаемых описанным выше способом биопрепаратов (СВ И БК) обеспечивают широкий спектр их применения для улучшения плодородия сельскохозяйственных угодий и повышения иммунитета растений.

Изобретение позволяет получить ценные высокоэффективные биопрепараты (СВ И БК) с наименьшими затратами по переработке навоза и помета и с увеличением выхода готовых ценных продуктов, максимально обогащенных микрофлорой компостного червя Eisenia Foetida.

Настоящее изобретение воплощено в многоцелевом оборудовании, широко используемом в промышленности.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ комплексной переработки органических отходов характеризуется тем, что включает формирование смеси для компостирования, содержащей солому, навоз крупного рогатого скота и органический наполнитель, и заселенной компостным червем Eisenia Foetida, компостирование производят в буртах, формируемых из смеси для компостирования следующего состава: измельчённая солома – 30±5 % объёма; лежалый не менее полугода навоз – 50±5% объёма; органический наполнитель в виде измельченных трав – 10±5% объёма, каустобиолитовая смесь – 10±5% объёма, с последующим заселением в эти бурты компостного червя Eisenia Foetida, который в дальнейшем отделяется из полученного вермикомпоста, заливается водой и выдерживается для вытяжки из него микрофлоры путем водной экстракции, после чего полученный в результате водной экстракции коллоидный раствор содержимого кишечника червя взбалтывается и сливается через мелкое сито в отдельную ёмкость, а освобожденный от червя вермикомпост подвергается кавитационной диспергации в герметичной емкости и заливается водой в количестве 500 л воды на 100 л вермикомпоста, затем перемешивается в течение 15-20 мин с получением непрозрачной тёмно-коричневой жидкой смеси, в которую через одни сутки добавляется коллоидный раствор содержимого кишечника червя, а полученный состав отстаивается в течение 2 суток, по истечении которых от плотного осадка отделяют жидкую структурированную водную вытяжку, которая отстаивается в течение 3 недель и разливается в тару, а упомянутый плотный осадок разбавляется водой до сметаноподобного состояния и сливается в центрифугу для сепарации и обезвоживания до значений 30-40% влажности, причем полученный в результате сепарации обезвоженный биоорганический концентрат упаковывается в тару в качестве органического удобрения. Изобретение позволяет обеспечить практически полное извлечение в биопрепараты микрофлоры компостного червя Eisenia Foetida, улучшить плодородие сельскохозяйственных угодий, сократить сроки комплексной переработки сырья. 8 з.п. ф-лы.

1. Способ комплексной переработки органических отходов, характеризующийся тем, что включает формирование смеси для компостирования, содержащей солому, навоз крупного рогатого скота и органический наполнитель, и заселенной компостным червем Eisenia Foetida, компостирование производят в буртах, формируемых из смеси для компостирования следующего состава:

- измельчённая солома – 30±5 % объёма;

- лежалый не менее полугода навоз – 50±5% объёма;

- органический наполнитель в виде измельченных трав – 10±5% объёма,

- каустобиолитовая смесь – 10±5% объёма, с последующим заселением в эти бурты компостного червя Eisenia Foetida, который в дальнейшем отделяется из полученного вермикомпоста, заливается водой и выдерживается для вытяжки из него микрофлоры путем водной экстракции, после чего полученный в результате водной экстракции коллоидный раствор содержимого кишечника червя взбалтывается и сливается через мелкое сито в отдельную ёмкость, а освобожденный от червя вермикомпост подвергается кавитационной диспергации в герметичной емкости и заливается водой в количестве 500 л воды на 100 л вермикомпоста, затем перемешивается в течение 15-20 мин с получением непрозрачной тёмно-коричневой жидкой смеси, в которую через одни сутки добавляется коллоидный раствор содержимого кишечника червя, а полученный состав отстаивается в течение 2 суток, по истечении которых от плотного осадка отделяют жидкую структурированную водную вытяжку, которая отстаивается в течение 3 недель и разливается в тару, а упомянутый плотный осадок разбавляется водой до сметаноподобного состояния и сливается в центрифугу для сепарации и обезвоживания до значений 30-40% влажности, причем полученный в результате сепарации обезвоженный биоорганический концентрат упаковывается в тару в качестве органического удобрения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что бурты размещаются на вертикальных съемных стеллажах, а смесь для компостирования в буртах увлажняется водой, не содержащей хлора.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отделение червя из вермикомпоста производится в бурты-приманки меньшего размера для удобного получения биомассы червя.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что отделенный червь заливается водой и выдерживается 4 ч.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что органический наполнитель содержит компост из луговых альпийских трав, скошенных во время цветения и измельченных до фракции 3-5 мм.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь для компостирования содержит солому, измельчённую до частиц размером 3-5 мм.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь для компостирования содержит перепревший навоз крупного рогатого скота.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что после взбалтывания производится удаление соломы, всплывшей на поверхность коллоидного раствора.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что коллоидный раствор сливается через мелкое сито в отдельную ёмкость с коническим дном.