Способ переработки растительных отходов Российский патент 2024 года по МПК C05F17/05 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам переработки различных органических отходов с помощью вермикомпостирования, и может быть использовано для повышения плодородия почв и продуктивности агроэкосистем и одновременно для утилизации растительных отходов, образующихся в различных сферах, в том числе бытовых отходов растительного происхождения частных лиц.

Известен способ утилизации (переработки) органических отходов, в том числе и животного происхождения, в биогумус. Известный способ включает приготовление субстрата путем смешивания компонентов, одним из которых являются отходы животного происхождения - навоз и птичий помет, внесение в него червей и/или их коконов, укладку субстрата в емкость и компостирование при влажности 65-80% с последующим отделением червей от полученного биогумуса. Плотность заселения компостной массы червями составляет 15-25 тыс. особей на 1 м² (патент РФ 2057743, МПК C05F 3/06, опубл. 10.04.96).

Недостатками известного способа являются сезонность переработки, использование узкораспространенного сырья в виде скопа (отхода производства картона), необходимость в добавке минеральных удобрений в виде мочевины, большое количество червей, необходимое для реализации процесса компостирования; невысокий выход биогумуса (50-55%).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ переработки органических отходов животного происхождения в кормовой белок и биогумус (патент РФ 2115638, МПК C05F 3/00, A01K 67/033, опубл. 20.07.1998), включающий приготовление питательной смеси путем смешивания отходов животного происхождения в виде навоза и птичьего помета, а также компонентов, имеющих питательную и удобрительную функцию, укладку питательной смеси в емкость для компостирования, внесение в питательную смесь червей и/или их коконов, компостирование, отделение червей от полученного гумуса, отличающийся тем, что в качестве компонентов, имеющих питательную и удобрительную функцию, для приготовления питательной смеси используют дефекат от производства сахара, сапропель, фосфорную кислоту, аммиак, золу, песок фракции 0,5 мм, фосфориты, перепрелые листья, солому, опилки и дефекат от станций биологической очистки стоков. Компостирование осуществляют в условиях парникового эффекта в непрерывном режиме противотоком, а полученный биогумус после отделения червей разделяют на коконы и три фракции - с размером частиц менее 0,5; 0,5-2 и более 2 мм. Недостатком описанного способа является:

- большое количество червей, необходимое для реализации процесса вермикомпостирования;

- необходимость разделения биогумуса на три фракции с различным размером частиц, что усложняет технологию;

- использование химически агрессивных реагентов в виде фосфорной кислоты и аммиака;

- необходимость поддержания температуры жидкости в поддонах под емкостью для компостирования, что приводит к повышенному расходу энергии;

Предлагаемым изобретением решается задача увеличения выхода биокомпоста при снижении затрат на реализацию процесса вермикомпостирования.

Технический результат достигается тем, что способ переработки растительных отходов, включающий приготовление питательной смеси путем смешивания растительных отходов в виде обрезков овощей и фруктов, а также компонентов, имеющих питательную и удобрительную функцию, в виде соломы, картона и измельченной яичной скорлупы, выдерживание питательной смеси при комнатной температуре в течение 2 часов, укладку на дно емкости для компостирования пористого материала толщиной от 20 до 50 мм, укладку питательной смеси в емкость для компостирования, внесение в питательную смесь червей в количестве 1500-2000 особей на 1 м³, компостирование в течение 40-50 суток, отделение червей от полученного биокомпоста, при следующем соотношении исходных компонентов, мас. %:

обрезки овощей и фруктов 50-60 солома 15-29 картон 20-30 измельченная яичная скорлупа 1-3

Повышение выхода биокомпоста при компостировании достигается тем, что в емкости для компостирования на дно укладывают пористый материал, например поролон, толщиной от 20 до 50 мм. Это позволяет накапливать образующуюся в результате компостирования жидкость, в результате чего черви и сырье для компостирования сохраняют необходимую влажность и аэрационный режим, характеризующийся достаточной пористостью.

Укладывание на дно емкости для компостирования пористого материала, толщиной от 20 до 50 мм, является оптимальным. Укладывание слоя пористого материала толщиной менее 20 мм не позволяет накапливать весь объем образующейся жидкости, в результате чего нижние слои биокомпоста замокают и находящиеся в них черви гибнут. Укладывание слоя пористого материала толщиной более 50 мм приводит к излишней потере рабочего пространства емкости для компостирования, и как следствие, к снижению выхода биокомпоста.

Внесение дождевых червей в количестве 1500-2000 особей на 1 м³ отходов является оптимальным, так как использование червей в количестве менее 1500 особей на 1 м³ приводит к значительному увеличению времени получения биокомпоста. Внесение червей более 2000 особей на 1 м³ приводит к чрезмерному уплотнению особей в отходах, в результате чего снижается количество кислорода в объеме воздуха внутри отходов, что приводит к угнетению жизнедеятельности червей и их последующей гибели.

Введение в смесь измельченной яичной скорлупы приводит к нейтрализации кислот, образующихся в результате компостирования отходов, что обеспечивает более комфортную для червей нейтральную среду, и более быструю переработку отходов.

Отделение червей-производителей от биокомпоста осуществляется, например, на барабанном сепараторе типа «ZOV-3» с производительностью (при нормальной влажности биогумуса) порядка 0,5 м³ в час. Отделенный от червей биогумус может быть использован в сельском хозяйстве, а черви - для компостирования новой партии растительных отходов.

Способ переработки растительных отходов осуществляется следующим образом.

Растительные отходы в виде обрезков овощей и фруктов, а также компоненты, имеющие питательную и удобрительную функцию, в виде соломы, картона и измельченной яичной скорлупы, перемешивают и выдерживают при комнатной температуре в течение 2 часов. Затем на дно емкости для компостирования укладывают пористый материал, например поролон, толщиной от 20 до 50 мм. После этого укладывают питательную смесь в емкость для компостирования, накрывают сверху непрозрачным материалом, вносят червей в количестве 1500-2000 особей на 1 м³ и оставляют для проведения компостирования в течение 40-50 суток. По истечении указанного времени отделяют червей от биокомпоста с использованием барабанном сепаратора типа «ZOV-3». Отделенный от червей биокомпост может быть использован в сельском хозяйстве.

Замена состава питательной смеси приводит к снижению производительности червей и возможно их гибели, поэтому при смене состава смеси необходимо вырастить новых червей.

Использование растительных отходов вместе с измельченной яичной скорлупой обеспечивают высокую степень переработки органических отходов, а отсутствие подогрева - его низкую себестоимость.

Пример конкретного выполнения способа

Пример 1. Перемешивают в 500-литровой емкости 11 кг обрезков картофеля, 10 кг обрезков моркови, 8 кг обрезков яблок, 6 кг обрезков груш, 12 кг соломы, 12 кг картона. Добавляют 1,0 кг измельченной яичной скорлупы и снова перемешивают. В емкость объемом 0,5 м³ на дно настилают поролон толщиной 30 мм, на который раскладывают полученную питательную смесь. После этого добавляют дождевых червей Eisenia fetida, в количестве 1500 особей и накрывают сверху картоном. Далее оставляют полученную смесь на компостирование в течение 40-50 суток.

По истечении указанного времени смесь переносят на барабанный сепаратор «ZOV-3» для отделения червей от биокомпоста. Из исходной массы отходов в количестве 60 кг после сепарации выход биокомпоста составляет 45-50 кг, при этом образуется порядка 5-8 л жидкости. Количество червей увеличивается за это время до 2000-3000 штук. Таким образом, выход биокомпоста составляет 75-83% от массы исходного сырья.

В случае необходимости длительного хранения биокомпост после сепарации высушивается на открытом воздухе или в сушилке при температуре 50°С до постоянной массы, после чего может быть расфасован в емкости.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволит увеличить выход биокомпоста из отходов растительного происхождения и отказаться от использования реагентов и подогрева емкостей, что сократит потребление энергии.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам переработки различных органических отходов с помощью вермикомпостирования, и может быть использовано для повышения плодородия почв и продуктивности агроэкосистем и одновременно для утилизации растительных отходов, образующихся в различных сферах. Способ переработки растительных отходов включает приготовление питательной смеси путем смешивания растительных отходов в виде обрезков овощей и фруктов, а также компонентов, имеющих питательную и удобрительную функцию, в виде соломы, картона и измельченной яичной скорлупы. Выдерживают питательную смесь при комнатной температуре в течение 2 часов. Осуществляют укладку на дно емкости для компостирования пористого материала толщиной от 20 до 50 мм и укладку питательной смеси в емкость для компостирования. Вносят в питательную смесь червей в количестве 1500-2000 особей на 1 м³. Проводят компостирование в течение 40-50 суток и отделение червей от полученного биокомпоста. Соотношение исходных компонентов, мас. %: обрезки овощей и фруктов - 50-60, солома - 15-29, картон - 20-30, измельченная яичная скорлупа - 1-3. Техническим результатом является увеличение выхода биокомпоста из отходов растительного происхождения, а также отказ от использования реагентов и подогрева емкостей, что сокращает потребление энергии. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ переработки растительных отходов, включающий приготовление питательной смеси путем смешивания растительных отходов в виде обрезков овощей и фруктов, а также компонентов, имеющих питательную и удобрительную функцию, в виде соломы, картона и измельченной яичной скорлупы, выдерживание питательной смеси при комнатной температуре в течение 2 часов, укладку на дно емкости для компостирования пористого материала толщиной от 20 до 50 мм, укладку питательной смеси в емкость для компостирования, внесение в питательную смесь червей в количестве 1500-2000 особей на 1 м³, компостирование в течение 40-50 суток, отделение червей от полученного биокомпоста при следующем соотношении исходных компонентов, мас. %:

обрезки овощей и фруктов 50-60 солома 15-29 картон 20-30 измельченная яичная скорлупа 1-3

2. Способ переработки растительных отходов по п. 1, отличающийся тем, что на дно емкости для компостирования в качестве пористого материала укладывают поролон.