CZ2019440A3

CZ2019440A3 - Reverzibilní hydrosorbent na bázi separátu z bioplynové stanice a způsob jeho výroby

Info

Publication number: CZ2019440A3
Application number: CZ2019-440A
Authority: CZ
Inventors: Robert Šulc; Michel Kolaříková; Martin Stehlík; Petr Hutla
Original assignee: Heesters s.r.o.; Výzkumný ústav zemědělské techniky, v. v. i.
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2019-07-03
Publication date: 2020-09-16
Also published as: CZ308487B6

Abstract

Řešení se týká reverzibilního hydrosorbentu na bázi separátu z bioplynové stanice, kde hyrosorbent sestává ze separátu z bioplynové stanice, alespoň jedné přísady a příměsí, a kde posstata spočívá v tom, že podíl separátu, ve stavu odvodněném a usušeném na maximální podíl vody v separátu do 15 % hmotnostních, je do 98,5 % hmotnostních, podíl přísad je od 1 % do 50 % hmotnostních a podíl příměsí je od 0,5 % do 2,5 % hmotnostních. Rešení se také týká způsobu výroby tohoto hydrosorbentu, kde podstata spočívá v tom, že nejprve se separát z bioplynové stanice odvodní, a to lisováním, odstředěním, nebo volným odtokem vody, následně se dosušuje v sušárně, a to až k dosažení hmotnostního podílu vody do nejvýše 15 % hmotnostních, načež se provede smísení odvodněného a dosušeného separátu s přísadou či přísadami a tato směs se zpracuje v peletizačním lisu na pelety, přičemž s výhodou ohřev materiálu v sušárně se provádí alespoň zčásti za vyžití odpadního tepla z chlazení a/nebo z výfukových plynů z motoru kogenerační jednotky, tvořené soustavou bioplynové stanice a spalovacího motoru.

Description

Reverzibilní hydrosorbent na bázi separátu z bioplynové stanice a způsob jeho výroby

Oblast techniky

Vynález se týká půdního hospodářství a zemědělství a současně i využití separátu z bioplynových stanic, kde se získává materiál, působící jako hydrosorbent a zpravidla mající i vlastnosti hnojivá. Jedná se i o způsob výroby tohoto hydrosorbentu.

Dosavadní stav techniky

V současnosti je známo, v oblasti využití separátu z bioplynových stanic, že se tento přímo vyváží na pole jako organické hnojivo, nebo se přidává jako komponent do kompostů. Variantou využití separátu je i jeho vysušení jako náhražky steliva místo slámy, při ustájení hospodářských zvířat.

Podstata vynálezu

Podstatně efektivnější využití separátu je přeměnit jej v účinný hydrosorbent, mající též vlastnosti hnojivá. Ve shodě s předkládaným vynálezem hydrosorbent sestává ze separátu z bioplynové stanice, alespoň jedné přísady a příměsí, přičemž podstata spočívá v tom, že podíl separátu, ve stavu odvodněném a usušeném na maximální podíl vody v separátu do 15 % hmotnostních, je do 98,5 % hmotnostních, podíl přísad je od 1 % do 50 % hmotnostních a podíl příměsí je od 0,5 % do 2,5 % hmotnostních. Příměsí jsou materiály, které se nacházejí ve vstupní směsi, aniž by spadaly do separátu nebo do záměrně přidávaných přísad, tedy například prach, zemina apod. Bioplynová stanice může být samostatná, nebo častěji bývá budována jako součást kogenerační jednotky, kde získaný bioplyn je ihned využit jako zdroj energie pro spalovací motor, zpravidla pohánějící elektrický generátor. Současně v přísadách směsi je použita sláma, a to ve formě obilní slámy. Také je při tom výhodně jako přísada obsažen popel z biomasy, a to v podílu 5 až 15 % hmota. Výhodné je, jestliže podíl přísad je od 5 % do 30 % hmotnostních. V každém případě je výhodné, jestliže reverzibilní hydrosorbent má podobu pelet o průměru 6 až 12 mm a délce 3 až 50 mm. Základní vlastnosti, jako hydrosorbentu, se dosahuje v určité míře již u odvodněného a vysušeného separátu, kde malý podíl přísad a příměsí napomáhá peletizaci a i soudržnosti získaných pelet. Vedle základní hydrosorpční vlastnosti se významně zlepšuje také průchodnost materiálu peletizační matricí, je-li podíl přísad, zejména na bázi slámy, vyšší než 5 % hmotnostních, optimálně pak do 30 % hmotnostních. Podíl popela z biomasy, jako přísady, pak zlepšuje obsah minerálních látek ve směsi, čímž se zlepšují vlastnosti sorbentu jako hnojivá.

Tak se získává reverzibilní hydrosorbent, který zlepšuje schopnost půdy zadržovat a uvolňovat vodu. To je výhodné zejména při vysévání či vysazování rostlin, kdy je třeba udržovat po vysetí či vysázení zeminu vlhkou, aby osivo či sadba ne zaschla. Hydrosorbent je tak možno aplikovat nejen plošně, ale také pouze v okolí osiva či spíše v okolí jednotlivých rostlin sadby.

S výhodou se popsaný hydrosorbent vyrobí takovým způsobem, že se nejprve separát z bioplynové stanice odvodní, a to lisováním, odstředěním, nebo volným odtokem vody, následně se dosušuje v sušárně, a to až k dosažení hmotnostního podílu vody do nejvýše 15 % hmota., načež se provede smísení odvodněného a dosušeného separátu s přísadou či přísadami a tato směs se zpracuje v peletizačním lisu na pelety. Výhodné je, jestliže ohřev materiálu v sušárně se provádí alespoň zčásti za vyžití odpadního tepla z chlazení a/nebo z výfukových plynů z motoru kogenerační jednotky, tvořené soustavou bioplynové stanice a spalovacího motoru.

Tak se dosahuje výroby pelet s vlastnostmi hydrosorbentu a s výhodou i hnojivá, kde výrobní náklady se navíc redukují pomocí napojení na samotný proces v bioplynové stanici, resp. v kogenerační jednotce, jejíž součástí je tato bioplynová stanice.

- 1 CZ 2019 - 440 A3

Příklady uskutečnění vynálezu

Složení reverzibilního hydrosorbentu na bázi separátu z bioplynové stanice (dále jen separát), uvedeno v % hmotnostních, a s použitím separátu s obsahem vody 15 % hmotnostních.

Příklad 1

Separát

Obilní sláma Popel z biomasy Příměsi %

%

9,5 %

0,5 %

V příkladném složení byl materiál směsi peletizován na pelety tvaru válečků o rozměrech průměr 6 mm a délka 3 až 40 mm. V této formě byl materiál, resp. pelety, aplikovány při výsadbě smrků, kdy hnojivo bylo přidáváno do sadbové jamky. Jejich růst byl následně sledován ve srovnání s výsadbou ve stejném místě, ale bez použití materiálu na bázi separátu.

Bylo zjištěno, že v průběhu peletizace směs s malým podílem obilní slámy působila určité potíže s průchodností materiálu peletizačním lisem, ale absorpční vlastnosti byly srovnatelné se směsí s vyšším podílem obilní slámy.

Z hlediska konečné aplikace směsi do půdy bylo zjištěno, že výsadba s použitím separátu měla výrazný vliv na snižování úhynu sazenic a na j ej ich velikost. Úhyn sazenic se snížil o 40 %, velikost byla o 40 % větší oproti kontrole.

Příklad 2

Způsob výroby pelet hydrosorbentu

Byl zvolen následující postup. Dávka digestátu, resp. separátu, odebraná jako výstupní materiál z bioplynové stanice, byla odvodněna lisováním v nízkotlakém lisu přes filtrační membránu, následně byla tato dávka dosušována volným sušením v sušárně, ohřívané využitelným odpadním teplem z chlazení kogenerační jednotky, napojené na bioplynovou stanici. Následně bylo provedeno smíšení s přísadami, postupně k vytvoření směsi podle příkladu 1, načež materiál vzniklé směsi byl nakonec zpracován v peletizačním lisu, to přes matrici, tvořící pelety ve formě válečků o průměru 6 mm, které byly ihned pytlovány pro skladování a expedici.

Průmyslová využitelnost

Reverzibilní hydrosorbent, podle předkládaného vynálezu, je použitelný obecně pro zadržení a uvolňování vláhy pro růst rostlin, a to za současné podpory růstu vlivem organických i anorganických látek, v separátu a/nebo v příměsích obsažených.

Claims

1. Reverzibilní hydrosorbent na bázi separátu z bioplynové stanice, kde hydrosorbent sestává ze separátu z bioplynové stanice, alespoň jedné přísady a příměsi, vyznačený tím, že podíl separátu, ve stavu odvodněném a usušeném na maximální podíl vody v separátu do 15 % hmotnostních, je do 98,5 % hmotnostních, podíl přísad je od 1 % do 50 % hmotnostních a podíl příměsí je od 0,5 % do 2,5 % hmotnostních, přičemž v přísadách je použita obilní sláma a současně jako přísada je obsažen popel z biomasy, a to v podílu 5 až 15 % hmotnostních.

2. Reverzibilní hydrosorbent podle nároku 1, vyznačený tím, že podíl přísad je od 5 % do 30 % hmotnostních.

3. Reverzibilní hydrosorbent podle nároku 2, vyznačený tím, že reverzibilní hydrosorbent má podobu pelet o průměru 6 až 12 mm a délce 3 až 50 mm.

4. Způsob výroby reverzibilního hydrosorbentu se složením podle některého z nároků 1 až 3, vyznačený tím, že se nejprve separát z bioplynové stanice odvodní, a to lisováním, odstředěním, nebo volným odtokem vody, následně se dosušuje v sušárně, a to až k dosažení hmotnostního podílu vody do nejvýše 15 % hmota., načež se provede smísení odvodněného a dosušeného separátu s přísadami a tato směs se zpracuje v peletizačním lisu na pelety.

5. Způsob výroby podle nároku 4, vyznačený tím, že ohřev materiálu v sušárně se provádí alespoň zčásti za vyžití odpadního tepla z chlazení a/nebo z výfukových plynů z motoru kogenerační jednotky, tvořené soustavou bioplynové stanice a spalovacího motoru.