CZ18213U1 - Plastické stelivo a zařízení k jeho výrobě - Google Patents

Description

Plastické stelivo a zařízení k jeho výrobě

Oblast techniky

Technické řešení se týká plastického steliva vyrobeného z tuhého podílu kejdy, pocházející zejména od skotu, a zařízení k jeho výrobě.

Dosavadní stav techniky

Je známo, že pro pohodu ustájeného skotu je .nutno vytvářet podestýlku, která umožňuje zvířatům izolované a pohodlné uléhání, a to ne pouze na holé podlaze. Tradiční stelivový materiál, sláma, není na převážné většině farem plně k dispozici, a proto byl hledán jiný vhodný stelivový materiál s dobrou plasticitou, dovolující měkce kopírovat tělní povrch uléhajícího zvířete oproti tvrdé podložce stájové podlahy. Stelivový materiál musí mít též dobré tepelně izolační vlastnosti.

Při moderním boxovém ustájení skotu se využívají pro ležení zvířat gumové podložky ve tvaru matrací, které jsou částečně elastické. Ukazuje se však, že z hlediska pohody zvířat toto řešení není ideální.

Při chovu skotu vzniká kejda, která je nejčastěji využívána jako organické hnojivo v rostlinné výrobě nebo pro přihnojování luk a pastvin. Dále se kejda skotu využívá jako produkční médium v bioplynových stanicích. Na farmách, které nemají možnost přímo kejdu skotu vyvážet na pole nebo louky, je nutné budovat nákladné čistírny odpadních vod. Ukázalo se, že tuhý podíl kejdy je příhodným materiálem pro potřeby stlaní a přistýlání v ustájovacích boxech. Při získávání plastického steliva se postupuje podle známého způsobu tak, že se z kejdy oddělením tuhého podílu od tekutého podílu získá separát o obsahu sušiny cca 40 %. Využívání tuhého podílu kejdy skotu jako plastického steliva má řadu výhod. Odpadá jednak nákup, skladování a několikerá manipulace s konvenčním stelivem, jednak transport kejdy mimo farmu a jednak údržba a obnova gumových matrací. Též dochází ke zlepšení stájového klimatu. Při využívání tuhého podílu kejdy se výrazně zlepší pohoda ustájených zvířat. Zvířata si vytvářejí v plastickém stelivu přirozené lůžko, v němž na rozdíl od uléhání na holé podlaze nedochází k prochladnutí těla. Manipulace s plastickým stelivem při přistýlání je velmi snadná, nedochází k jejímu rozhazování mimo ustájovací plochu, výrazně se zvýší korporální čistota zvířat. Toto jsou výhody plastického steliva vyrobeného z kejdy.

Využívání tuhého podílu kejdy jako plastického steliva však z veterinárního hlediska není úplně bezproblémové. Hlavním potenciálním rizikem je epizootologický a epidemiologický faktor, vycházející ze skutečnosti, že mikrobiálně kontaminované výkaly zvířat se po určité fyzikální preparaci vracejí zpět do prostředí jejich původu. Celofaremní směs tuhých a tekutých výkalů je obligátním nositelem pestrého spektra mikrobiálních agens a současně je i jejich pomnožovacím médiem. Dále nelze pominout možnost bezprostřední transmise fakultativně patogenních kmenů i případných původců závažných nákaz zvířat bakteriálního, virového, plísňového a parazitárního původu, které jsou často přenosné i na člověka. Toto vše jsou nevýhody dosud známého plastického steliva zhotoveného z tuhého podílu kejdy.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody jsou podstatně zmenšeny plastickým stelivem vyrobeným z tuhého podílu kejdy podle technického řešení. Podstata technického řešení spočívá v tom, že jednotlivé části plastického steliva jsou tepelně zpracovány za teplot a časů neslučitelných s životem mikrobiálních agens přítomných v kejdě.

Zařízení k výrobě plastického steliva je podle technického řešení tvořeno zásobníkem kejdy, s jehož výstupem je spojen vstup separátoru kejdy, obsahující první výstup pro tekutý podíl a druhý výstup pro tuhý podíl. První výstup je napojen na deponijní nádrž a druhý výstup je spřažen s výrobním ústrojím kompostu. Výrobní ústrojí obsahuje jednak zakládač pro tvorbu kom-1 CZ 18213 Ul postovacích hromad a jednak překopávač kompostu. Na výstupní část výrobního ústrojí kompostu je napojeno prosévací ústrojí, jehož podsítný výstup je spojen s expedičním uzlem hotového kompostu způsobilého k použití jako plastické stelivo.

Takto vytvořeným zařízením lze realizovat výrobu plastického steliva v rámci základních pra5 covních úkonů. Jestliže výroba plastického steliva je prováděna zdokonaleným postupem, pak před zakládač kompostovacích hromad je zaústěn výstup odměřovacího ústrojí, jehož první vstup je spřažen s druhým výstupem separátoru kejdy a jehož druhý vstup je spřažen se zdrojem doplňkových surovin.

Rovněž v rámci optimalizace výrobního postupuje v prostoru nad kompostovací hromadou upralo ven aplikátor kapalin a/nebo biotechnologických přípravků.

Aplikátor kapalin a/nebo biotechnologických přípravků je alternativně upraven v překopávači kompostu.

Pro objektivní činnost aplikátoru kapalin a/nebo biotechnologických přípravků a překopávače kompostuje v kompostovací hromadě usazeno čidlo kompostovacího procesu, které je spojeno s řídicí jednotkou. Řídicí jednotka je spřažena alespoň s jedním prvkem ze skupiny obsahující jednak překopávač kompostu a jednak aplikátor kapalin a/nebo biotechnologických přípravků. Čidlo kompostovacího procesuje uzpůsobeno pro snímání alespoň teploty a/nebo obsahu kyslíku a/nebo vlhkosti.

Zařízením podle technického řešení lze získat kvalitní plastické stelivo, a to prakticky bez nároku na spotřebu vnější energie pro kompostování.

Přehled obrázku na výkrese

Na připojeném výkrese je na obr. 1 schematicky znázorněn příklad provedení zařízení pro výrobu plastického steliva podle technického řešení.

Příklad provedení technického řešení

Plastické stelivo 62 podle technického řešení se vyrábí z tuhého podílu 24 kejdy, pocházející zejména od skotu. Z kejdy se nejprve odseparuje tuhý podíl 24 a tekutý podíl. Tekutý podíl se odvede jako odpad do čistírny odpadních vod, případně se použije jako surovina pro následnou polní aplikaci při hnojení polí, luk nebo pastvin. Jednotlivé části tuhého podílu 24 jsou tepelně zpracovány za teplot a časů neslučitelných s životem mikrobiálních agens přítomných v kejdě.

Za tím účelem se tuhý podíl 24 naskladní s výhodou do pásové kompostovací hromady 5, vytvořené na volné ploše. Vytvoření pásové kompostovací hromady 5 je sice nejekonomičtější formou, ale pro aplikaci vynálezu nejsou vyloučeny ani jiné tvary kompostovacích hromad 5. K optimálnímu průběhu kompostování přispívá to, že tuhý podíl 24 kejdy je při naskladnění na kompostovací hromadu 5 smíchán s organickými doplňkovými surovinami 91 typu slámy a štěpky. V kompostovací hromadě 5 se udržuje známými kompostárenskými procesy po dobu alespoň 21 dní teplota v rozmezí 55 °C až 65 °C. V tomto časovém intervalu se teplota alespoň na 1 hodinu zvedne na 70 °C. K regulaci kompostování se do vytvořené kompostovací hromady 5 vpraví kapalina a/nebo biotechnologické přípravky na bázi organických látek v tuhém nebo tekutém skupenství, jež jsou způsobilé regulovat průběh kompostovacího procesu, zejména prů40 běh teplot, obsahu kyslíku a vlhkosti. Během kompostovacího procesu se sleduje teplota, přičemž při poklesu teploty v kompostovací hromadě 5 pod 55 °C, ale i při zvýšení teploty v kompostovací hromadě 5 nad 70 °C po dobu delší než 24 hodiny se kompostovací hromada 5 překope. Po 21 dnech tepelného zpracování se kompostovací hromada 5 nechá za samovolného chladnutí dozrát do podoby hotového kompostu použitelného jako plastické stelivo 62. Úkony pro dozrání kompostu spočívají v tom, že po 21 dnech se kompostovací hromada 5 nechá po dobu dalších minimálně 60 dní dozrát. Hotový kompost se proseje, přičemž podsítná frakce je určena k použití jako plastické stelivo 62, neboť prodělaným tepelným procesem je zbavena mikrobiálních škodlivin.

-2CZ 18213 Ul

Uvedený způsob kompostování lze provádět pomocí různých prostředků, a to od ručních zařízení až po strojní celky. Pro výrobu plastického steliva 62 podle technického řešení je nejvhodnější zařízení (obr. 1), které je tvořeno zásobníkem 1 kejdy, s jehož výstupem lije spojen vstup 23 separátoru 2 kejdy. Separátor 2 kejdy je opatřen prvním výstupem 21 pro tekutý podíl a druhým výstupem 22 pro tuhý podíl 24. První výstup 21 je napojen na deponijní nádrž 3, která v případě, že tekutý podíl je určen pro hnojení pozemků, je vytvořena jako pojízdná cisterna. Druhý výstup 22 separátoru 2 je spřažen s výrobním ústrojím 4 kompostu. Výrobní ústrojí 4 obsahuje jednak zakládač 44 pro tvorbu kompostovacích hromad 5 a jednak překopávač 45 kompostu. Spřažení separátoru 2 s výrobním ústrojím 4 je v nejjednodušším případě provedeno tak, že druhý výstup ío 22 separátoru'2 je pomocí prvního dopravního ústrojí 25 přímo spojen s výrobním ústrojím 4. První dopravní ústrojí 25 může být tvořeno např. pásovým dopravníkem nebo v souladu s příkladem provedení traktorem s vlekem. Je však výhodnější, když mezi druhý výstup 22 separátoru 2 kejdy a výrobní ústrojí 4 je vřazeno odměřovací ústrojí 8. V tomto případě je v souladu s příkladem provedení spřažen první vstup 81 odměřovacího ústrojí 8 s druhým výstupem 22 separátoru

2 kejdy. Pak lze vytvořit výhodnou variantu, v jejímž rámci druhý vstup 82 odměřovacího ústrojí je spřažen se zdrojem 9 doplňkových surovin 91. Doplňkové suroviny 91 mají organický původ, jako je např. sláma nebo štěpka. Pro zpracování doplňkových surovin 91 do nejvhodnější velikosti je před druhý vstup 82 odměřovacího ústrojí vložen drtič 92. Výstup 83 odměřovacího ústrojí 9 je zaústěn před zakládač 44 kompostovacích hromad 5. Zakládačem 44 kompostovacích hromad 5 je s výhodou čelní mobilní lopatový nakládač. Zakládač 44 kompostovacích hromad 5 tak může přebrat úlohu druhého dopravního ústrojí 47. Na výstupní část 46 výrobního ústrojí 4 je napojeno prosévací ústrojí 6, která má nadsítný výstup 63 a podsítný výstup 61. Podsítný výstup 61 je spojen s expedičním uzlem 7 hotového kompostu způsobilého k použití jako plastické stelivo 62. Expediční uzel 7 je opatřen třetím dopravním ústrojím 71, uzpůsobeným pro naložení plastického steliva 62 na odvozový dopravní prostředek 72. Třetím dopravním ústrojím 71 je s výhodou opět čelní mobilní lopatový nakládač. Součástí výrobního ústrojí 4 je aplikátor 51 kapalin a/nebo biotechnologických přípravků, který je nainstalován buď v prostoru nad kompostovací hromadou 5, neboje upraven v překopávači 45 kompostu. Biotechnologické přípravky jsou známé prostředky na bázi organických látek, jež jsou způsobilé regulovat průběh kompostovací30 ho procesu, zejména průběh teplot, obsahu kyslíku, vlhkosti a pachu. V kompostovací hromadě 5 je usazeno čidlo 42 kompostovacího procesu. Čidlo 42 je uzpůsobeno pro snímání alespoň teploty a/nebo obsahu kyslíku a/nebo vlhkosti během kompostovacího procesu. Čidlo 42 je spojeno s výhodou bezdrátovou vazbou 43 s řídicí jednotkou 44. Řídicí jednotka 41 je spražena rovněž bezdrátovou vazbou 43 s alespoň jedním prvkem ze skupiny obsahující jednak překopávač 45 kompostu a jednak aplikátor 51 biotechnologických přípravků.

Při činnosti zařízení je vyprodukovaná kejda shromažďována v zásobníku i, nazývaném kejdová jímka. Ze zásobníku I se kejda dostane do separátoru 2, kterým je s výhodou pásový separační lis, plněný drticím čerpadlem. Tekutý podíl kejdy odtéká samospádem ze separátoru 2, tedy ze dna pásového separačního lisu do deponijní nádrže 3. Následně je tekutý podíl kejdy podle běžně využívaných postupů aplikován na pole. Tuhý podíl 24 kejdy je ze separátoru 2 dopravován prvním dopravním ústrojím 25 na volnou plochu, kde je založen do kompostovacích hromad 5. Předtím však mohou být do tuhého podílu 24 vpraveny doplňkové suroviny 91, jejichž množství se spolu s tuhým podílem kejdy 24 nadávkuje v odměřovacím ústrojí 8. Přidáním doplňkových surovin 91 k tuhému podílu 24 kejdy tak vznikne zakládací hmota 26, která se druhým doprav45 ním ústrojím 47, resp. zakládačem 44 přemístí na pásovou kompostovací hromadu 5. Zde dochází pomocí kompostovacího procesu k termické úpravě tuhého podílu 24, resp. zakládací hmoty 26. Teplota uvnitř kompostovací hromady 5 se sleduje, přičemž při jejím poklesu pod 55 °C se kompost pomocí překopávače 45 překope. K překopání dojde i tehdy, pakliže teplota v kompostovací hromadě 5 se po dobu delší než 24 hodiny zvýší nad 70 °C. Překopáním je zabezpeče50 na dokonalá homogenizace a dostatečná aerace kompostu. Vhodným způsobem překopávání překopávaného kompostuje zabezpečen požadavek na průchod všech částeček tuhého podílu 24, resp. zakládací hmoty 26 v kompostovací hromadě 5 zónou termického působení, a to při požadované teplotě 55 °C až 65 °C po požadovanou dobu alespoň 21 dnů. Překopáním se tak regulují

-3 CZ 18213 Ul nezbytné teplotní poměry v kompostu a dochází k homogenizaci surovin v hromadě. Při překopávání je výhodné do kompostovacích hromad 5 přidávat pomocí aplikátoru 51 zvlhčující kapaliny a/nebo biotechnologické přípravky, které upravují kompostovací proces a napomáhají hygienizaci výsledného produktu, tedy plastického steliva. Po celou dobu procesu termické úpravy tuhého podílu 24 kejdy je kompostovací proces monitorován pomocí čidel 42 a podle zjištěných hodnot, zejména teploty, vlhkosti a obsahu vzdušného kyslíku je upraveno dávkování biotechnologických přípravků. Po ukončení kompostovacího procesu se hotový kompost na prosévacím ústrojí 6, nejlépe bubnového typu, proseje. Podsítná frakce z podsítného výstupu 61 se pomocí expedičního uzlu 2 připraví k využití jako plastické stelivo 62 při chovu skotu. Nadsítná frakce ío 64 z nadsítného výstupu 63 je vrácena do nově zakládaných kompostovacích hromad 5. Průmyslová využitelnost

Zařízením podle technického řešení se vhodně využije vedlejší produkt z chovu skotu k získání užitečného výrobku - plastického steliva. Dochází přitom k výraznému zlepšení podmínek pro manipulaci s kejdou, k významnému zlepšení životního prostředí, ke zlepšení mikroklimatu ve stájích a ke zvýšení pohody (welfare) zvířat. Plastické stelivo i zařízení kjeho výrobě jsou součástí šetrné technologie při chovu skotu při dodržení zásad správné zemědělské praxe.

Claims (6)

1. Plastické stelivo (62) vyrobené z tuhého podílu (24) kejdy, vyznačující se tím, že jednotlivé části tuhého podílu (24) jsou tepelně zpracovány za teplot a časů neslučitelných s

20 životem mikrobiálních agens přítomných v kejdě.

2. Zařízení k výrobě plastického steliva podle nároku 1, vyznačující se tím, že je tvořeno zásobníkem (1) kejdy, s jehož výstupem (11) je spojen vstup (23) separátoru (2) kejdy, obsahující první výstup (21) pro tekutý podíl a druhý výstup (22) pro tuhý podíl, kde první výstup (21) je napojen na deponijní nádrž (3) a druhý výstup (22) je spřažen s výrobním ústrojím

25 (4) kompostu, kteréžto výrobní ústrojí (4) obsahuje jednak zakládač (44) pro tvorbu kompostovacích hromad (5) ajednak překopávač (45) kompostu, přičemž na výstupní část (46) výrobního ústrojí (4) je napojeno prosévací ústrojí (6), jehož podsítný výstup (61) je spojen s expedičním uzlem (7) hotového kompostu způsobilého k použití jako plastické stelivo (62).

3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že před zakládač (44)

30 kompostovacích hromad (5) je zaústěn výstup (83) odměřovacího ústrojí (8), jehož první vstup (81) je spřažen s druhým výstupem (22) separátoru (2) kejdy a jehož druhý vstup (83) je spřažen se zdrojem (9) doplňkových surovin (91).

4. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že v prostoru nad kompostovací hromadou (

5) je upraven aplikátor (51) kapalin a/nebo biotechnologických přípravků.

35 5. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že aplikátor (51) kapalin a/nebo biotechnologických přípravků je upraven v překopávači (45) kompostu.

6. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že v kompostovací hromadě (5) je usazeno čidlo (42) kompostovacího procesu, které je spojeno s řídicí jednotkou (41), spřaženou s aplikátorem (51) kapalin a/nebo biotechnologických přípravků, přičemž čidlo (42) kompostova40 čího procesuje uzpůsobeno pro snímání alespoň teploty a/nebo obsahu kyslíku a/nebo vlhkosti.