способ получения компоста из отходов сахарного производства

Формула изобретения

Способ получения компоста из органических отходов, включающий смешивание отходов в виде свекловичного жома с каныгой, внесение биоактиватора и аэробное компостирование, отличающийся тем, что проводят переслаивание свекловичного жома естественной влажности с негашеной известью в соотношении 20:1 по массе, добавляют воздушно-сухой дефекат в соотношении 1:1 по массе к жому с одновременным внесением биоактиватора и проводят компостирование при температуре от 20 до 50°С и влажности 50-70% в течение 2 месяцев, при этом в качестве биоактиватора используют компостную закваску, приготовленную на свекловичной каныге способом культивирования микроорганизмов из вермикомпоста, а компостирование проводят послойно слоями 0,3 м жома и дефеката с размещением между слоями каныги.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственной биотехнологии и может быть использовано для получения компостов из отходов сахарной промышленности, повышающих плодородие почв, в частности к производству экологически безопасного жомодефекатного компоста.

Известно, что после получения конечного продукта в сахарной промышленности остается большое количество органических отходов в виде жома. Потребность в жоме, который ранее силосовался вместе с другими растительными продуктами и использовался на корм скоту, в настоящее время невелика. Так, после переработки на среднем сахарном заводе за сезон 300 тыс.тонн свеклы образуется около 250 тыс. тонн жома, который в большинстве случаев отправляется на свалки или полигоны захоронения промышленных отходов и наносит непоправимый ущерб окружающей среде, поскольку при длительном хранении жома образуется большое количество масляной кислоты. Некоторые сахарные заводы совместно с сельхозпроизводителями инициируют внесение жома в почву в качестве удобрительного средства. Однако внесение зачастую уже обсемененного патогенной микрофлорой продукта может иметь обратный почвоулучшению эффект. Дело в том, что во время зимней работы сахарных заводов в РФ жом складируется на территории предприятий, как правило, в замерзшем виде. После оттаивания весной чрезвычайно обводненный жом очень быстро обогащается масляной кислотой, превращаясь в продукт 3 класса опасности для окружающей среды.

Одним из наиболее простых способов переработки органических отходов является их ферментация аэробным или анаэробным способом (Неклюдов А.Д., Иванкин Л.Н. Экологические основы производств. Взаимосвязь экологии, химии и биотехнологии.-М.: МГУЛ, 2003, 365 с). В первом случае получают компосты, во втором случае - биогаз, а также компосты.

Известен способ получения компоста, предусматривающий смешение отходов птицеводческих и животноводческих хозяйств с влагопоглощающим материалом лигнином в сочетании с другими влагопоглощающими добавками (соломой, опилками, торфом), последующей твердофазной ферментацией при температуре 20-70°С полученной смеси в течение 5-7 суток с использованием стимулятора компостирования в виде консорциума на основе термотолерантных и термофильных бактерий Bacillus sublilis, Clostridium butyricum, Micrococcus urea и гриба Sporotrichum pruinosum, вводимых в виде водной суспензии клеток или в виде сухого порошка в концентрации 0,05-0,1% по биомассе от массы компостируемой смеси (Патент РФ № 2197453, MПK С07F 11/08).

Недостатками известного способа является получение компоста с низкими удобряющими и почвоулучшающими свойствами, получение компоста, неполностью созревшего, содержащего полуразложившиеся остатки растительного происхождения. Такой компост может индуцировать рост и размножение фитопатогенных грибов и бактерий, а продукты полураспада его в виде органических кислот могут оказывать отрицательное влияние на рост и развитие растений.

Известен способ приготовления компоста, включающий перемешивание органических отходов (помета) с измельченным влагопоглощающим органическим материалом (торф, опилки) с внесением биоактиватора в виде микробной композиции, включающей целлюлозоразрушающие, азотфиксирующие и стимулирующие рост растений микроорганизмы и аэробное компостирование полученной смеси (Патент РФ № 2230721, MПK С05F 3/00, 11/08).

Недостатком этого способа является выбор термотолерантных микроорганизмов, в частности микромицета - Monoascus rubber, который активен при температуре 40-60°С, что осложняет процесс ферментации.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является способ получения компостов из отходов лесотехнической и пищевой промышленности, включающий смешивание отходов с каныгой в качестве источника микроорганизмов. В смесь также добавляют экстракты и автолизы пекарских или пивных дрожжей (Патент РФ № 2290390, кл. С05F 11/08, 27.12. 2006).

Недостатком способа является высокая стоимость полученного продукта, так как, с целью увеличения содержания в реакционной смеси азота, в смесь дополнительно вводят экстракты и автолизат пекарских или пивных дрожжей или сами дрожжи, взятые в количестве 20-200 мас. ч на 1000 мас.ч. древесины, то есть добавляется до 200 кг дрожжей на 1000 кг отходов лесотехнической промышленности.

Технической задачей изобретения является промышленное получение агрохимически ценного компоста на основе многотонажных отходов сахарной промышленности - свекловичного жома, дефеката, извести.

Технический результат достигается тем, что в способе получения компоста, включающем смешивание отходов с каныгой, внесение биоактиватора и аэробное компостирование, согласно изобретению проводят переслаивание отходов свекловичного жома естественной влажности (50-70%) с негашеной известью в соотношении 20:1 по массе, добавляют воздушно-сухой дефекат (отход сахарных заводов) в соотношении 1:1 по массе к жому с одновременным внесением биоактиватора и проводят компостирование при температуре от 20 до 50°С и влажности 50-70% в течение 2 месяцев, при этом в качестве биоактиватора используют компостную закваску, приготовленную на свекловичной каныге способом культивирования консорциума микроорганизмов из вермикомпоста, а компостирование проводят послойно слоями 0,3 м жома и дефеката с размещением между слоями каныги.

Переслаивание свекловичного жома с негашеной известью в соотношении 20:1 по массе позволяет нейтрализовать масляную и уксусную кислоты, которые образуются при длительном хранении жома. Поскольку роцесс перемешивания жома с известью и каныгой очень энергозатратен и требует наличия специального оборудования - мешалок, компостирование проводим слоями не более 30 см для того, чтобы микроорганизмы закваски могли проникнуть в жом.

Компостная закваска, приготовленная способом культивирования на свекловичной каныге микроорганизмов из вермикомпоста, хорошо обогащенного микрофлорой и содержащего разные группы полезных почвенных микроорганизмов, позволяет повысить интенсивность процессов ферментации и компостирования и получить компост приемлемого качества даже с использованием жома, подвергшегося масляно-кислому брожению и представляющего опасность для окружающей природной среды.

Сущность изобретения поясняется примером.

Берем 1 тонну жома естественной влажности, распределяем его в компостной яме слоем не более 30 см, по поверхности жома распределяем известь и каныгу. Затем размещаем слой сухого дефеката и равномерно распределяем его по поверхности компоста, что позволяет оптимизировать влажность. Приготовление каныги: провариваем в течение 30 минут свежий жом, после его охлаждения до оптимальной температуры 27-32°С вносим вермикомпост, 1% по отношению к каныге.

Таким образом, использование предложенного способа позволит повысить интенсивность процессов ферментации и компостирования, получить компост приемлемого качества даже с использованием жома, подвергшегося масляно-кислому брожению и представляющего опасность для окружающей природной среды. Изобретение обеспечивает утилизацию отходов сахарного производства с помощью компостирования с получением продукта, улучшающего состав и плодородие почвы, в течение 8 недель.

Состав микробного сообщества полученного компоста определяли молекулярным методом газовой хроматографии - масс-спектрометрии (ГС-МС). Анализ проводили на ГХ-МС системе НP-5973 Аджилент технолоджис (США). Метод позволяет по химическим компонентам жирно-кислотного состава клеточных стенок бактерий, так называемым маркерам, и математическому соотнесению их с имеющимся банком данных по этому показателю для бактерий, в том числе актиномицетов, а также для микроскопических грибов, определять состав и структуру сообщества микроорганизмов. Учитывается содержание как живых, так и мертвых клеток микроорганизмов.

Полученный компост в микробиологическом аспекте представляет собой субстрат, имеющий потенциальные возможности для повышения питательного статуса почвы в отношении азота, фосфора и калия. Кроме того, высокая концентрация ряда бактериальных видов предполагает средообразующее значение этого биопрепарата (в отношении регулирования рН среды и формирования водопрочных агрегатов), рострегулирующее (выработка гормонов растений и антибиотиков).