RU2049084C1

RU2049084C1 - Process for preparing growth biostimulant from sapropel and/or peat

Info

Publication number: RU2049084C1
Application number: RU9494009446A
Authority: RU
Inventors: Е.Б. Билибин; А.А. Герасенков; Э.Р. Антонов; А.И. Алпатов; Н.К. Киселев
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "АГРЭ"
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1994-03-29
Publication date: 1995-11-27

Abstract

FIELD: preparation of growth stimulants and organiomineral fertilizers. SUBSTANCE: the raw material is extracted in an aqueous medium, alkali is added, and the mixture is homogenized till the pH of the suspension is adjusted to not more than 10 at a raw material to aqueous medium weight ratio of 1:0.5-2. The suspension thus formed is subjected to fractionation purification. EFFECT: more efficient preparation process. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к методам получения стимуляторов роста и органических удобрений из торфа или сапропеля. The invention relates to agriculture, and in particular to methods for producing growth stimulants and organic fertilizers from peat or sapropel.

Практика показывает, что очень эффективным биостимулятором роста являются гуминовые кислоты и их соли-гуматы, они широко распространены в природе и образуются в результате естественной деструкции растительных и животных остатков. Гуминовые кислоты обладают биологической активностью широкого спектра действия и могут применяться как кормовые добавки, ветеринарные препараты, стимуляторы роста растений, красители для тонирования древесины и т. д. Сырьевые запасы гуматов велики, наиболее богаты ими торф, сапропель, бурый уголь. Practice shows that humic acids and their humate salts are a very effective growth biostimulator, they are widespread in nature and are formed as a result of natural destruction of plant and animal residues. Humic acids have biological activity of a wide spectrum of action and can be used as feed additives, veterinary preparations, plant growth stimulants, dyes for wood tinting, etc. The raw materials of humates are large, peat, sapropel, and brown coal are richest in them.

Широко распространенные технологии получения биостимуляторов роста из сапропеля или торфа включает стадию измельчения сырья, смешение его с водой, добавление кислой среды, выдержку, частичное удаление влаги, добавление щелочной среды, загущение. Однако на некоторых стадиях физические параметры процесса таковы, что давление (до нескольких МПа) и температура (более 100^оС) разрушают значительную часть биологически активных веществ, присутствующих в сапропеле и/или торфе, таких как аминокислоты, ферменты, гормоноподобные вещества, витамины и т.д. Кроме того, в результате концентрация гуматов в растворе не превышает 2% что ведет к необходимости испарять до 80-85% жидкости от объема реактора, т.е. ведет к значительным энергетическим затратам.Widespread technologies for producing biostimulants of growth from sapropel or peat include the stage of grinding the raw material, mixing it with water, adding an acidic medium, aging, partial removal of moisture, adding an alkaline medium, and thickening. However, at some stages of the physical parameters of the process such that pressure (up to a few MPa) and temperatures (over 100 ° ^C) destroy a significant portion of biologically active substances present in sapropel and / or peat, such as amino acids, enzymes, hormone, vitamins, and etc. In addition, as a result, the concentration of humates in the solution does not exceed 2%, which leads to the need to evaporate up to 80-85% of the liquid from the reactor volume, i.e. leads to significant energy costs.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является способ получения биостимуляторов роста из сапропеля и/или торфа в процессе которого исходное сырье измельчают, экстрагируют в водной среде, осуществляют добавление щелочи, отделяют из полученной суспензии жидкую фракцию, которую загущают. Однако, в процессе реализации способа так же необходимо использовать кислотные добавки и температуру в гидромолекуле, превышающую 100^оС, что ведет к разрушению ряда биологически активных веществ. А увеличение рН суспензии до 12 приводит к значительному расходу щелочи.The closest technical solution to the claimed one is a method for producing growth biostimulants from sapropel and / or peat during which the feedstock is crushed, extracted in an aqueous medium, alkali is added, the liquid fraction is separated from the resulting suspension, which is thickened. However, during the implementation of the process as it is necessary to use acidic additives and gidromolekule temperature exceeding 100 ^{° C,} which leads to the destruction of a number of biologically active substances. And increasing the pH of the suspension to 12 leads to a significant consumption of alkali.

В соответствии с этим, для получения высококачественного стимулятора необходимо было уменьшить температуру суспензии, т.е. исключить ее кипение и пригорание на стенках реактора, применять только щелочь низкой концентрации (до 10-12% по сухому веществу сырья), а так же уменьшить количество применяемой воды при экстракции. Accordingly, in order to obtain a high-quality stimulant, it was necessary to reduce the temperature of the suspension, i.e. exclude its boiling and burning on the walls of the reactor, use only alkali of low concentration (up to 10-12% of the dry matter of the raw material), as well as reduce the amount of water used during extraction.

Таким образом, целью данного изобретения являлось уменьшение энергоемкости и расхода реагентов, а так же повышение качества получаемого продукта при упрощении технологии его производства. Thus, the purpose of this invention was to reduce the energy intensity and consumption of reagents, as well as improving the quality of the resulting product while simplifying the technology of its production.

Указанная цель достигается тем, что экстракцию и добавление щелочи осуществляют в одной стадии с одновременной гомогенизацией полученной суспензии при соотношении масс исходного сырья и водной среды как 1-0,5-2 при рН суспензии не более 10. This goal is achieved in that the extraction and addition of alkali is carried out in one stage with the simultaneous homogenization of the resulting suspension with a mass ratio of the feedstock and the aqueous medium as 1-0.5-2 at a pH of the suspension of not more than 10.

А так же тем, что гомогенизацию и отделение жидкой фракции осуществляют посредством помещения в суспензию вращающейся рабочей камеры с днищем, боковая поверхность которой представляет собой поверхность, образованную вращением образующей вокруг вертикальной оси с кольцевой кромкой в верхней части рабочей камеры и заборными отверстиями в днище, причем, скорость перемещения боковой поверхности рабочей камеры устанавливают не менее 6 м/с. And also the fact that the homogenization and separation of the liquid fraction is carried out by placing in suspension a rotating working chamber with a bottom, the side surface of which is a surface formed by the rotation of the generatrix around a vertical axis with an annular edge in the upper part of the working chamber and intake holes in the bottom, and , the speed of movement of the side surface of the working chamber is set at least 6 m / s.

При этом, следует отметить, что поскольку песок является балластом практически для любого вида продукции, то глина, особенное ее часть состоящая из окиси кальция может служить хорошей минеральной подкормкой для животных. Органическая часть сырья, даже после экстрагирования из нее гуминовых кислот не является балластом, она с успехом может быть использована в растениеводстве и животноводстве. Таким образом, выявляется потребность дифференцированной очистки сапропелевого сырья как до, так и во время, а иногда и после проведения основной реакции. At the same time, it should be noted that since sand is a ballast for almost any type of product, clay, its special part consisting of calcium oxide, can serve as a good mineral fertilizer for animals. The organic part of the raw material, even after extraction of humic acids from it, is not a ballast; it can be successfully used in crop production and animal husbandry. Thus, the need for differentiated purification of sapropelic raw materials is revealed both before and during, and sometimes after, the main reaction.

Таким образом, во время проведения реакции экстракции сырья осуществление гомогенизации с помощью высокооборотной мешалки позволяет добиться многостороннего эффекта, а именно:
обеспечить практически однородное температурное поле внутри реактора,
существенно снизить концентрацию щелочи и величину гидромодуля, т.е. добавляемого водного раствора,
разрушить большинство связей в органо-минерало-водных комплексах сырья, высвободив, тем самым, свободную воду и обеспечить возможность очистки от песка и "крупной" глины,
измельчить относительно крупные частички органической фракции и равномерно распределить их по всей массе раствора.Thus, during the reaction of extraction of raw materials, the implementation of homogenization using a high-speed mixer allows you to achieve a multilateral effect, namely:
provide an almost uniform temperature field inside the reactor,
significantly reduce the concentration of alkali and the value of the hydraulic module, i.e. added aqueous solution
to destroy most of the bonds in the organo-mineral-water complexes of raw materials, thereby freeing up free water and providing the possibility of purification from sand and “coarse” clay,
grind relatively large particles of the organic fraction and evenly distribute them throughout the mass of the solution.

Способ осуществляется следующим образом. Измельченное сырье, сапропель, помещают в реактор и добавляют воду при соотношении 1:1. Добавляя при перемешивании щелочь устанавливают рН суспензии равным 9. Перемешивание осуществляют высокооборотной мешалкой при скорости ее концов 10 м/сек (что составляет около 10³ об/мин). После прекращения перемешивания частички песка выпадают на дно реактора и удаляются, например, сливом. При необходимости (см. фиг. 1 и 2) пофракционной очистки в реактор помещают рабочую камеру 1 в виде цилиндра с верхней кольцевой кромкой 2 и отверстиями 3 в днище. Вал 4 сообщен с приводом вращения 5. Во время вращения камеры 1 отверстия 3 захватывают суспензию, в центробежном поле осуществляется разделение суспензии по массе, твердая фракция попадает к стенкам камеры 1, жидкая часть через верхние кромки отбрасывается обратно в реактор. Вся масса суспензии проходит через камеру 1 и частички песка и глины остаются в мертвой зоне цилиндра 1. Съем осадка производится периодически. При скорости в 12 м/сек стенок цилиндра происходит достаточно полная очистка от песка и глины, при 30 м/сек песок удаляется полностью, а глина максимально, потери органики не превышают 30% Таким образом, с помощью высокооборотной мешалки удается обеспечить "щадящий" режим получения стимулятора, т.е. без потерь других биологически активных веществ.The method is as follows. The crushed raw materials, sapropel, are placed in a reactor and water is added at a ratio of 1: 1. Adding alkali with stirring, the pH of the suspension is set to 9. Stirring is carried out by a high-speed stirrer at a speed of its ends of 10 m / s (which is about 10 ³ rpm). After stopping the mixing, particles of sand fall to the bottom of the reactor and are removed, for example, by discharge. If necessary (see Fig. 1 and 2) by fractional cleaning, the working chamber 1 is placed in the reactor in the form of a cylinder with an upper annular edge 2 and holes 3 in the bottom. The shaft 4 is in communication with the rotation drive 5. During rotation of the chamber 1, the holes 3 capture the suspension, in the centrifugal field the suspension is separated by mass, the solid fraction enters the walls of the chamber 1, the liquid part is thrown back to the reactor through the upper edges. The entire mass of the suspension passes through chamber 1 and particles of sand and clay remain in the dead zone of cylinder 1. The sediment is removed periodically. At a speed of 12 m / s the walls of the cylinder are completely completely cleaned of sand and clay, at 30 m / s the sand is completely removed, and the clay is maximum, organic loss does not exceed 30%. Thus, using a high-speed mixer, it is possible to provide a "gentle" mode receiving a stimulant, i.e. without loss of other biologically active substances.

Поскольку даже в очищенном растворе сапропелевой "плазмы" остается около 70% органического вещества от исходного, а сама органика равномерно размешана, т.е. не отстаивается в течении 3 месяцев, и измельчена (частичек более 50 мк менее 2%), то в течение 2-3 сут ее хранения после реакции осуществляется выход в растворенное состояние практически всех гуминовых кислот (до 95% ). При этом, достигается 10% концентрация гуматов в растворе без дополнительной подсушки и концентрирования. Since even in a purified solution of sapropelic “plasma” about 70% of the organic matter from the original remains, and the organics themselves are uniformly mixed, i.e. Since it does not settle for 3 months, and is crushed (particles more than 50 microns less than 2%), then within 2-3 days of its storage after the reaction, almost all humic acids are dissolved (up to 95%). At the same time, a 10% concentration of humates in solution is achieved without additional drying and concentration.

Таким образом, предложенный способ позволяет с помощью "щадящего режима" т.е. при температурах не более 100^оС и низком атмосферном давлении, получить безбалластный раствор гуматов из сапропеля и/или торфа, с концентрацией не ниже 10% при минимуме потерь других групп биологически активных веществ исходного сырья.Thus, the proposed method allows using the "gentle mode" i.e. at temperatures not exceeding 100 ^{° C} and atmospheric pressure is low, to receive ballastless solution of humates sapropel and / or peat, at a concentration not lower than 10% with minimal loss of other groups feedstock biologically active substances.

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING A BIOSTIMULANT OF GROWTH FROM SAPROPEL AND / OR PEAT, including grinding the feedstock, extracting it in an aqueous medium, adding alkali, separating the liquid fraction from the resulting suspension and then thickening the liquid fraction, characterized in that the extraction and addition of alkali is carried out in one stage with simultaneous homogenization of the resulting suspension at a ratio of the mass of the feedstock and the aqueous medium 1 (0.5 2.0) with a pH of the suspension of not more than 10.

2. The method according to p. 1, characterized in that the homogenization and separation of the obtained liquid fraction from the suspension is carried out by placing in the suspension a rotating working chamber with a bottom, the side surface of which is a surface formed by the rotation of the generatrix around a vertical axis, with an annular edge in the upper parts of the working chamber and intake holes in the bottom, and the speed of movement of the side surface of the working chamber is set at least 6 m / s.