Органоминеральное удобрение и способ его получения Российский патент 2025 года по МПК C05F11/02 C05F5/00 C05D3/02 C05B1/02 C05C1/02 C05G1/00 

Изобретение относится к области промышленного производства удобрений для сельского хозяйства, а именно к получению сухого органоминерального удобрения на основе торфа - осадочной рыхлой породы, которая залегает на заболоченной поверхности земли или на небольшой доступной к разработке глубине, и мелассы свекловичной обедненной - побочного продукта свеклосахарного производства.

Меласса свекловичная обедненная согласно ТУ 9112-002-01503401-2011 является побочным продуктом (отходом) при переработке (дешугаризации) мелассы свекловичной по ГОСТ Р 52304-2005. Выход мелассы свекловичной обедненной при переработке мелассы свекловичной составляет примерно 35% к массе перерабатываемого сырья. Из полученного остаточного раствора нерентабельно дальнейшее извлечение сахара методом кристаллизации вследствие накопления в нем не сахаристых веществ.

Меласса свекловичная обедненная в своем составе в виде макроэлементов содержит масс. %:

калий - 12-15;

натрий - 3-5,5;

кальций - 0,061;

магний - 0,0005;

сера (сульфат) - 2,4.

Меласса свекловичная обедненная представляет собой густую сиропообразную непрозрачную жидкость темно-коричневого цвета, без постороннего запаха, горькую на вкус. Водородный показатель обедненной мелассы находится в пределах 7,0 - 11. Она является мало востребованным продуктом, поэтому актуальна ее утилизация.

Использование мелассы свекловичной обедненной в качестве добавки при получении органоминерального удобрения расширяет границы ее применения в качестве полезного продукта.

Известно гранулированное органоминеральное удобрение для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и способ его получения (Патент РФ № 2797002, МПК А01С 21/00, С05G 3/00, опубл. 30.05.2023 г.). Удобрение включает мас.: порошок диатомита - 100 кг, жидкий гуматный состав, полученный из бурых углей, - 1,3 л., мелассу свекловичную - 1,3 л., нерафинированное растительное масло - 1,2 л.

Способ его получения характеризуется тем, что в гранулятор барабанного типа сначала добавляют одну половину общего количества порошка диатомита, к нему при постоянном перемешивании добавляют жидкий гуматный состав, после 10 минут перемешивания к составу добавляют свекловичную мелассу, а затем через 10 минут - оставшееся количество порошка диатомита и нерафинированное растительное масло.

Недостаток известного удобрения заключается в следующем. Для его изготовления используется меласса свекловичная как полупродукт, из которого можно дополнительно извлечь до 80 % оставшегося сахара с переводом ее в обедненную мелассу, когда дальнейшее извлечение сахара становится нерентабельным. Месторождения для добычи диатомита известны в России в Среднем Поволжье, на восточном склоне Урала, на Дальнем Востоке, в среднем его стоимость начинается от 150 руб. за один кг, тогда как стоимость низинного торфа начинается от 600 руб. за одну тонну, кроме того высокая цена нерафинированного масла для применения его в качестве добавки в органоминеральное удобрение.

Известен способ получения гранулированного органоминерального удобрения с лузгой гречихи для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и улучшения свойств почвы, характеризующийся тем, что для получения 1 кг удобрения в гранулятор барабанного типа помещают 500 г цеолита фракцией 3-5 мм, 125 г измельченного сухого гумата калия, 125 г измельченной лузги гречихи и через 10 минут перемешивания приливают 125 г свекловичной мелассы и 125 г воды с последующим подсушиванием полученных гранул на воздухе (Патент РФ № 2813901, МПК С05D 9/00, C05F 11/08, опубл. 19.02.2024 г.).

Недостаток известного удобрения заключается в том, что для его изготовления используются дорогие исходные компоненты, а также свекловичная меласса с высоким содержанием сахара.

Известна почвенная смесь и способ ее приготовления (Патент РФ № 2067969, МПК C05F 11/04, С09К 17/00). Почвенная смесь содержит верховой торф, песок, глину, минеральные удобрения и снижающие кислотность торфа вещества при следующем соотношении компонентов, г на 1 л смеси; глина 50-60, песок 120-160, суперфосфат 1,5-2, без балластного комплексного удобрения 2,0-5,0, верховой торф, нейтрализованный до pH 5.5-6.0, остальное. Способ приготовления данной смеси включает предварительное перемешивание минеральных удобрений с песком и глиной, выдержку смеси в течение 7-10 суток, последующее перемешивание с произвесткованным торфом.

Недостатком данного изобретения является необходимость нейтрализации кислотности торфа при изготовлении органоминерального удобрения с применением большого количества известкового материала, что приводит к увеличению трудоемкости процесса и ведет к удорожанию технологии приготовления удобрения.

Задачей заявленного изобретения является снижение производственных затрат для получения органоминерального удобрения с одновременной утилизацией обедненной мелассы свекловичной, как отхода сахарного производства.

Техническим результатом изобретения является улучшение структуры и плодородия почвы за счет увеличения количества питательных веществ в усвояемой для растений форме.

Технический результат достигается органоминеральным удобрением, содержащим торф, минеральные добавки и снижающие кислотность торфа компоненты, характеризующимся тем, что в качестве компонента для снижения кислотности торфа используют мелассу свекловичную обедненную, а в качестве минеральных добавок используют известь, суперфосфат, аммиачную селитру при следующем содержании компонентов, кг:

торф - 850-950;

меласса свекловичная обедненная - 50-150;

известь - 10-20;

суперфосфат - 0,8-1,5;

аммиачная селитра - 1,0-1,5;

Технический результат достигается способом получения органоминерального удобрения, характеризующимся тем, что торфяное сырье очищают от посторонних примесей, измельчают, после чего торфяную массу в количестве 850-950 кг смешивают во вращающейся сушильной камере с мелассой свекловичной обедненной в количестве 50-150 кг до снижения влажности обрабатываемой смеси в пределах 20-30%, выдерживают смесь в бункере-накопителе с ворошителем в течение 8-14 часов до достижения pH 6-7, после чего в нее вносят минеральные добавки: известь в количестве 10-20 кг, суперфосфат в количестве 0,8-1,5 кг, аммиачную селитру в количестве 1,0-1,5 кг и снова перемешивают в бункере-накопителе с ворошителем до получения однородной массы, которую затем сушат во вращающейся сушильной камере до влажности 4-10% с получением порошкообразного удобрения.

Согласно изобретению, порошкообразное удобрение можно гранулировать.

Технический результат изобретения достигается благодаря следующему.

Торф, особенно хорошо разложившийся, содержит в значительных количествах гумус - высокомолекулярные, темноокрашенные органические вещества, включающие в себя гуминовые кислоты (до 60%), фульвокислоты и гумин. Гуминовые кислоты - смесь слабых органических кислот, которые нерастворимы в воде, в нейтральной и кислой средах, но растворимы в растворах щелочей. Гуминовые кислоты легко образуют соли (гуматы) с неорганическими макро- и микроэлементами, образуя легко доступные для растений формы. В природных условиях гуматы образуют практически нерастворимые соли с кальцием, магнием, железом и др., поэтому в торфе их молекулы блокированы. Они не могут усваиваться растениями, поэтому при производстве удобрения на основе торфа их необходимо перевести в растворимую форму.

В заявленном техническом решении эту проблему решают путем обработки торфяной массы щелочным реагентом - мелассой свекловичной обедненной. Результаты проведенных исследований показали, что именно при указанном в изобретении соотношении компонентов происходит образование хорошо растворимых в воде гуматов калия, кислая среда торфа нейтрализуется и постепенно переходит в щелочную, что обеспечивает максимальный выход гуминовых веществ из торфа в виде соответствующих растворимых гуминовых кислот, гумуса, целлюлозы и гемицеллюлозы. Это способствует накоплению питательных элементов и приближению к естественным условиям выноса питательных веществ из удобрения и лучшему усвоению его растениями.

Использование в получении удобрения мелассы свекловичной обедненной не только обеспечивает нейтрализацию кислотности торфа, но она, как продукт переработки органических соединений, является поставщиком минеральных элементов в удобрении, таких как калий и другие. Кроме того, обедненная меласса свекловичная заменяет применение большого количества извести с одновременным решением вопроса ее утилизации при производстве сахара. Так, необходимое количество обезвоженной мелассы свекловичной обедненной в составе заявляемого удобрения составляет не более 10% от общего количества удобрения, что исключает проведение дополнительных агротехнических мероприятий по корректировке кислотности почвы.

Наличие других питательных элементов в составе минеральных добавок в удобрении учитывает потребность растений в элементах минерального питания, кроме того суперфосфат и аммиачная селитра способствуют хорошему соединению составных компонентов органоминерального удобрения при его производстве, поскольку бесструктурная, рыхлая масса торфа трудно поддается смешиванию и гранулированию. Свойство суперфосфата и аммиачной селитры хорошо впитывать влагу способствует получению однородной, хорошо формуемой смеси, поскольку они действуют как вяжущий материал, впитывая излишнюю влагу торфа, тем самым обеспечивая удобрению хорошую однородную структуру.

Наличие суперфосфата и аммиачной селитры в пределах 0,8-1,5 кг и 1,0-1,5 кг соответственно достаточно для достижения заявленного технического результата.

Количественное содержание компонентов из указанных в изобретении диапазонов в органоминеральном удобрении подбирается экспериментально с учетом потребности в них растений и кислотности почвы.

Заявленный состав органоминерального удобрения не создает опасных концентраций минеральных солей при недостатке влаги в случае засухи, поэтому созданное удобрение экологически безопасно, что является также преимуществом по сравнению с известными удобрениями. Его применение изменяет условия почвенного питания растений, вызывая активное усиление процессов увеличения количества питательных веществ в усвояемой для растений форме, что способствует оздоровлению почвы и улучшению ее структуры.

Органоминеральное удобрение получают следующим образом.

Измельченный и обогащенный торф в количестве 850-950 кг перемешивают во вращающейся сушильной камере с мелассой свекловичной обедненной в количестве 50-150 кг до снижения влажности смеси до 20-30%, высушенную смесь выдерживают в течение 8-14 часов в бункере накопителе с ворошителем до достижения рН 6-7, после чего туда вносят в качестве минеральных добавок известь в количестве 10-20 кг, суперфосфат в количестве 0,8-1,5 кг, аммиачную селитру в количестве 1,0-1.5 кг и перемешивают в бункере накопителе до получения однородной массы. Полученную массу сушат во вращающейся сушильной камере до влажности 4-10% с получением порошкообразного удобрения, которое складируют в различную тару или отправляют на получение гранул.

Готовое органоминеральное удобрение представляет собой порошкообразную однородную массу коричневого цвета.

Пример 1.

Состав органоминерального удобрения для злаковых культур, кг:

торф - 850, обедненная меласса свекловичная - 150, известь - 10,

суперфосфат - 0,8, аммиачная селитра - 1,0.

Торф в количестве 850 кг, с влажностью до 50%, дробят, удаляют примеси минерального происхождения, измельчают и направляют во вращающуюся сушильную камеру, где в нее добавляют 150 кг мелассы свекловичной обедненной и сушат до снижения влажности смеси в пределах от 20 до 30%, обработанную смесь выдерживают в бункере-накопителе с ворошителем в течение 8-14 часов, до достижения оптимального значения рН 6-7. Затем туда добавляют известь в количестве 10 кг, суперфосфат в количестве 0,8 кг, аммиачную селитру в количестве 1,5 кг, перемешивают смесь до получения однородной массы, которую затем сушат во вращательной сушильной камере до влажности 4-10%.

Пример 2.

Состав органоминерального удобрения для бобовых культур, кг:

торф - 950,

меласса свекловичная обедненная - 100,

известь - 15,

суперфосфат - 1,5,

аммиачная селитра - 1,0.

Торф в количестве 950 кг, с влажностью до 50%, дробят, удаляют примеси минерального происхождения, измельчают и направляют во вращающуюся сушильную камеру, где в нее добавляют 100 кг мелассы свекловичной обедненной, и сушат до снижения влажности смеси в пределах от 20 до 30%. В процессе выдержки в бункере-накопителе в полученную смесь добавляют известь в количестве 15 кг, суперфосфат в количестве 1,5 кг, аммиачную селитру в количестве 1,0 кг, перемешивают до получения однородной массы, которую затем сушат во вращательной сушильной камере до влажности 4-10%.

Пример 3.

Гранулирование высушенного до влажности 10% органоминерального удобрения осуществляют под прессом на установке сухой грануляции без использования влаги (метод компактирования), т.к. удобрение, полученное методом влажной грануляции, стоит дороже. Полученные комочки на выходе из пресса диаметром от 2 до 5 мм полируют и просеивают от пыли, затем полученные гранулы упаковывают для последующей отправки потребителям.

Дополнительная грануляция полученного высушенного органоминерального удобрения позволяет предотвратить разделение ингредиентов и их потерю во время внесения его в почву в качестве пыли, не вымывается почвенными водами.

Полученное согласно предложенному изобретению органоминеральное удобрение было опробовано на поле площадью 0,2 га по выращиванию яровой пшеницы в Ишимском районе Тюменской области. На втором аналогичном участке рядом было внесено органоминеральное удобрение согласно патента РФ № 2067969. На второй год после несения в почву органоминеральноых удобрений на первом участке был получен урожай пшеницы, который на 15% превысил урожай предыдущего года, а на втором участке урожай повысился на 7 %.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет получать дешевое органоминеральное удобрение, обеспечивающее улучшение структуры и плодородия почвы, и одновременно решать проблему утилизации отходов сахарного производства - мелассы свекловичной обедненной.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Органоминеральное удобрение содержит торф, минеральные добавки и снижающие кислотность торфа компоненты, причем в качестве компонента для снижения кислотности торфа используют мелассу свекловичную обедненную, а в качестве минеральных добавок используют известь, суперфосфат, аммиачную селитру. Все компоненты взяты при определенном соотношении. Способ получения органоминерального удобрения характеризуется тем, что торфяное сырье очищают от посторонних примесей, измельчают, после чего торфяную массу в количестве 850-950 кг смешивают во вращающейся сушильной камере с мелассой свекловичной обедненной в количестве 50-150 кг до снижения влажности обрабатываемой смеси в пределах 20-30%, выдерживают смесь в бункере-накопителе с ворошителем в течение 8-14 часов до достижения pH 6-7, после чего в нее вносят минеральные добавки: известь в количестве 10-20 кг, суперфосфат в количестве 0,8-1,5 кг, аммиачную селитру в количестве 1,0-1,5 кг и снова перемешивают в бункере-накопителе с ворошителем до получения однородной массы, которую затем сушат во вращающейся сушильной камере до влажности 4-10% с получением порошкообразного удобрения. Изобретения позволяют улучшить структуру и плодородие почвы. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 пр.

1. Органоминеральное удобрение, содержащее торф, минеральные добавки и снижающие кислотность торфа компоненты, характеризующееся тем, что в качестве компонента для снижения кислотности торфа используют мелассу свекловичную обедненную, а в качестве минеральных добавок используют известь, суперфосфат, аммиачную селитру при следующем содержании компонентов, кг:

торф 850-950 меласса свекловичная обедненная 50-150 известь 10-20 суперфосфат 0,8-1,5 аммиачная селитра 1,0-1,5

2. Способ получения органоминерального удобрения по п.1, характеризующийся тем, что торфяное сырье очищают от посторонних примесей, измельчают, после чего торфяную массу в количестве 850-950 кг смешивают во вращающейся сушильной камере с мелассой свекловичной обедненной в количестве 50-150 кг до снижения влажности обрабатываемой смеси в пределах 20-30%, выдерживают смесь в бункере-накопителе с ворошителем в течение 8-14 часов до достижения pH 6-7, после чего в нее вносят минеральные добавки: известь в количестве 10-20 кг, суперфосфат в количестве 0,8-1,5 кг, аммиачную селитру в количестве 1,0-1,5 кг и снова перемешивают в бункере-накопителе с ворошителем до получения однородной массы, которую затем сушат во вращающейся сушильной камере до влажности 4-10% с получением порошкообразного удобрения.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что порошкообразное удобрение гранулируют.