способ получения жидких биологически активных веществ из биогумуса

Формула изобретения

Способ получения жидких биологически активных веществ из биогумуса, включающий растворение биогумуса водой, экстрагирование и ферментацию, отличающийся тем, что биогумус, размер частиц которого составляет 0,1-10 мм, растворяют водой в соотношении 1:10, экстрагирование проводят отмыванием микрофлоры в течение 1-2 ч при температуре 23-26С и растворением питательных элементов биогумуса турбулентными токами воды с последующей естественной биологической ферментацией раствора в течение 3-5 сут.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к способам получения жидких биологически активных веществ из биогумуса.

Известен способ получения удобрения из жидких субстратов, полученных путем метанового брожения органического ила или испражнений скота, при этом субстрат нагревают до кипения, отдистилировывают из него углекислый аммоний до остаточного содержания менее 250 мг/л, затем горячий субстрат известкуют добавлением 1-20 г/л СаО с одновременным удалением выделяющегося аммиака, сатурируют иловым газом, получаемым в результате метанового брожения, до конечной щелочности 0,01-1,5 г/л, а полученный осадок отделяют от воды механической сепарацией (см. а.с. СССР №998452, кл. С 05 F 3/00).

Недостатком данного способа является высокая себестоимость получения удобрения.

Известен способ получения веществ, содержащих растворимый гумус, включающий обработку сахаридсодержащих продуктов минеральными кислотами и нагревание до температур не ниже точек кипения кислот, при этом в качестве сахаридсодержащих продуктов используют пищевые отходы, которые предварительно концентрируют до содержания 40-50% сухих веществ, а нагревание ведут в течение 1-5 час с последующим осветлением, промыванием и сушкой полученного продукта.

В способе в качестве пищевых отходов используют барду, свекловичный жом, отстой соевого и рапсового масел, отходы крахмалопаточного производства.

В способе в качестве минеральных кислот берут серную, соляную или фосфорную кислоты или смеси двух или всех этих кислот.

В способе нагревание ведут при температуре 100-200С (см. а.с. СССР №212168, кл. С 05 F 5/00).

Недостатком данного способа является невысокое качество получения вещества и высокая себестоимость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является способ получения жидких биологически активных веществ, заключающийся в том, что из просеянного биогумуса и воды готовят смесь, содержащую 25% сухого вещества; после растворения в течение 2-3 часов перемешанную и однородную смесь пропускают через центрифугу, смесь разделяется на темную мутную жидкость и твердую фазу. Полученная жидкость в результате отстаивания разделяется на три части. В нижнюю часть выпадает осадок прошедших через центрифугу частиц, над этой фракцией образуется желто-коричневая жидкость, а над ней - легкий коллоидный слой, похожий на мазь. Все полученные фракции используются (см. Городний Н.М., Мельник И.А., Похван М.Ф. и др. “Биоконверсия органических отходов в биодинамическом хозяйстве”, г. Киев, 1990 г., стр.164).

Недостатком данного способа является большой расход биогумуса, ограниченное время отстаивания жидкости, не достаточное для естественной ферментации, т.е. насыщения ее регенеративными микроорганизмами и метаболитами их жизнедеятельности, которые являются основой стимулирующих свойств вещества.

Задачей способа получения жидких биологически активных веществ из биогумуса является повышение эффективности способа, снижение себестоимости вещества и расхода биогумуса.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения жидких биологически активных веществ из биогумуса, включающем растворение биогумуса водой, экстрагирование и ферментацию, биогумус, размер частиц которого составляет 0,1-10 мм, растворяют водой в соотношении 1:10, экстрагирование проводят отмыванием микрофлоры в течение 1-2 часов при температуре 23-26С и растворением питательных элементов биогумуса турбулентными токами воды с последующей естественной биологической ферментацией раствора в течение 3-5 суток.

Сущность способа получения жидких биологически активных веществ из биогумуса заключается в следующем.

В емкость-смеситель заливают питьевую воду и засыпают биогумус, размер частиц которого составляет 0,1-10 мм, в соотношении 1:10, т.е. на 10 частей воды 1 часть биогумуса, затем при помощи мощного фикального насоса производят отмывание микрофлоры в течение 1-2 часов при температуре 23-26С и растворение питательных элементов, микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности, содержащихся в биогумусе, турбулентными токами воды, при этом продолжительность процесса отмывания и растворения зависит от температуры рабочей смеси, после завершения процесса отмывания и растворения рабочую смесь закачивают другим фикальным насосом в отстойники-ферментаторы, в которых происходят процессы осаждения твердых частиц, растворения гумусовых веществ и размножение регенерирующих микроорганизмов путем естественной биологической ферментации раствора в течение 3-5 суток, после чего вещество откачивается в емкости-накопители для реализации.

Примеры конкретного выполнения способа получения жидких биологически активных веществ из биогумуса.

Пример 1. В емкость-смеситель заливают питьевую воду и засыпают биогумус, размер частиц которого составляет 0,1-20 мм в соотношении 15:1, то есть на 15 частей воды 1 часть биогумуса, затем при помощи фикального насоса производят отмывание микрофлоры в течение 3-4 часов при температуре 12-15С и растворение питательных элементов, микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности, содержащихся в биогумусе, турбулентными токами воды, после завершения процесса отмывания и растворения рабочую смесь закачивают другим фикальным насосом в отстойники-ферментаторы, в которых происходят процессы осаждения твердых частиц, растворения гумусовых веществ и размножение регенирующих микроорганизмов путем естественной биологической ферментации раствора в течение 8-9 суток, после чего вещество откачивается в емкости-накопители.

Способ получения вещества из биогумуса обладает рядом недостатков, а именно процесс отмывания микрофлоры длительный, при большом расходе воды, процесс ферментации замедленный из-за низкой температуры для жизнедеятельности микроорганизмов, себестоимость вещества высокая.

Пример 2. Способ получения жидкого биологически активного вещества из биогумуса производят аналогично примеру 1, но засыпают биогумус с размерами частиц 0,1-15 мм с добавлением питьевой воды в соотношении 12:1, то есть на 12 частей воды одна часть биогумуса, затем производят отмывание микрофлоры в течение 2,5-3 часов при температуре 18-20С и растворение питательных элементов, микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности, содержащихся в биогумусе, турбулентными токами воды, после завершения процесса отмывания и растворения рабочую смесь закачивают в отстойники-ферментаторы, в которых происходят процессы осаждения твердых частиц, растворение гумусовых веществ и размножение регенирующих микроорганизмов путем естественной биологической ферментации раствора в течение 6-7 суток, после чего вещество откачивается в емкости-накопители.

Способ получения вещества из биогумуса длительный, при большом расходе воды, процесс ферментации замедленный из-за низкой температуры для жизнедеятельности микроорганизмов, себестоимость вещества высокая.

Пример 3. Способ получения жидкого биологически активного вещества из биогумуса производят аналогично примеру 1, но засыпают биогумус с размерами частиц 0,1-10 мм с добавлением питьевой воды в соотношении 10:1, то есть на 10 частей воды одна часть биогумуса, затем производят отмывание микрофлоры в течение 1-2 часов при температуре 23-26С и растворение питательных элементов, микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности турбурентными токами воды, после завершения процесса отмывания и растворения рабочую смесь закачивают в отстойники-ферментаторы, в которых происходят процессы осаждения твердых частиц, растворение гумусовых веществ и размножение регенирующих микроорганизмов путем естественной биологической ферментации раствора в течение 3-5 суток, после чего вещество откачивается в емкости-накопители.

Вещество, полученное из биогумуса данным способом, имеет значительно ниже себестоимость, чем вещество, полученное по примерам 1, 2, эффективность способа высокая.

Пример 4. Способ получения жидкого биологически активного вещества из биогумуса производят аналогично примеру 1, но засыпают биогумус с размерами частиц 0,1-10 мм с добавлением питьевой воды в соотношении 10:1, то есть на 10 частей воды одна часть биогумуса, затем производят отмывание микрофлоры в течение 30-40 мин при температуре 28-30С и растворение питательных элементов, микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности турбулентными токами воды, после завершения процесса отмывания и растворения рабочую смесь закачивают в отстойники-ферментаторы, в которых происходят процессы осаждения твердых частиц, растворение гумусовых веществ и размножение регенирующих микроорганизмов путем естественной биологической ферментации раствора в течение 1,5-2 суток, после чего вещество откачивается в емкости-накопители.

Вещество, полученное из биогумуса данным способом при данных параметрах, имеет высокую себестоимость, так как в естественных условиях такая температура бывает редко, следовательно, необходим подогрев, затрачивается электроэнергия; время отмывания, растворения и размножения недостаточное, качество вещества невысокое.

Таким образом, сравнивая вещество, полученное способом получения жидких биологически активных веществ из биогумуса по примерам 1, 2, 3, 4, можно сделать вывод, что вещество, полученное по примеру 3, имеет наиболее низкую себестоимость, а способ получения вещества - наиболее высокую эффективность.

Оценка соответствия физико-химических и микробиологических характеристик вещества производилась согласно нормативным документам:

- вода для приготовления соответствует ГОСТ 2874-73;

- биогумус для приготовления соответствует ТУ 2186-001-43773346-98 "Биогумус Ставропольский ";

- отбор проб производится по ГОСТ 26712-85;

- определение цвета и запаха визуально и органолептически;

- определение легкорастворимого азота N-NO₃ по ГОСТ 26715-85;

- определение подвижных форм фосфора Р₂O₅ по ГОСТ 26717-85;

- определение обменного калия К₃О по ГОСТ 26718-85;

- определение рН по ГОСТ 27979-88.

В таблице даны физико-химические и микробиологические характеристики полученного вещества.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- повышение качества биологически активного вещества из биогумуса;

- снижение себестоимости;

- снижение расхода биогумуса;

- применение отходов при получении вещества из биогумуса в качестве органического удобрения, повышающих плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур;

- экологическая чистота вещества.