CZ283167B6 - Způsob výroby tepelně zpracovávaného hnojivého materiálu nebo hnojivem obohaceného substrátu a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Způsob výroby tepelně zpracovaného hnojivového materiálu nebo hnojivem obohaceného substrátu určeného k použití, při kterém se přírodní hnojivo nebo substrátový materiál, jako rašeliník, vedou vytápěnou pecí a s výhodou se pak přidávají hnojiva a jiné přísady, přičemž se materiál, odváděný z pece, vede pomalu tepelně izolovanou zónou a pak větší rychlostí a při nižší hustotě chladicí zónou, kde se profukuje vzduchem a pak se vede přimíchávací zónou, kde se kontinuálně přidávají přísady a následně se balí a opouští zpracovávací zóny, přičemž je materiál stále chráněn před působením okolního ovzduší. Používané zařízení má výstupní konec pasterační pece (8) spojený s uzavřenou a tepelně izolovanou upravovací stanicí (10), která je spojena s chladicí jednotkou (42), kde se zpracovávaný materiál profukuje filtrovaným vzduchem a která je spojena se stanicí (12) pro kontinuální přidávání přísad do zpracovávaného materiálu, která je spojena s dávkovací stanicí (16), přičemŕ

Description

Způsob výroby tepelně zpracovaného hnojivového materiálu nebo hnojivém obohaceného substrátu a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby tepelně zpracovaného přírodního hnoje nebo hnojivém obohaceného substrátového materiálu, určeného k přímému použití a zařízení k provádění tohoto způsobu. Výhodný substrát je na bázi tak zvaného kokosového prachu nebo kokosové vlákniny, které jsou odpadním produktem při výrobě kokosových vláken, vynález není však na tento materiál omezen a může se ho použít pro rašeliník nebo pro jiné biologické substráty, jakož také pro přírodní hnůj například pro drůbeží trus.

Dosavadní stav techniky

Přírodní substrátové materiály obsahují zpravidla značné množství semen plevelných rostlin a hmyzích vajíček, což je nežádoucí při většině využití takových substrátů a mohou obsahovat také nežádoucí bakterie a houby. Proto se doporučuje takové substráty tepelně zpracovávat před jejich dodávání uživatelům, kterými jsou hlavně školky. Podobné nedostatky také často vykazuje přírodní hnůj.

Až dosud používané tepelné zpracování takových materiálů je poměrně drahé a není dostatečně účinné, takže takové způsoby obecně nepřekonaly zkušební stadium. Kromě toho je použití pasterovaných substrátů spojeno s četnými obtížemi, substráty jsou často napadány nežádoucími mikroorganismy, přičemž ani experimentální použití nevedlo k hodnotným nebo spolehlivým výsledkům.

Úkolem vynálezu je proto vyvinout způsob, proveditelný účinně a levněji v průmyslovém měřítku.

Pro průmyslové tepelné zpracování je dobře známa cementářská rotační pec s otáčejícím se perforovaným bubnem, do kterého se teplo zavádí z venkovního pláště pece a které se může využít pro provádění způsobu podle vynálezu. Jen je třeba dbáti toho, aby odváděný materiál procházel tepelně izolovanou zónou, takže se může účinná doba pro dané tepelné zpracování prodloužit.

Podstata vynálezu

Způsob výroby tepelně zpracovaného hnojivového materiálu nebo hnojivém obohaceného substrátu, při kterém se přírodní hnojivo nebo substrátový materiál jako rašeliník vedou vytápěnou pecí a přidávají se do něho hnojivá nebo jiné přísady, spočívá podle vynálezu v tom, že se materiál, odváděný z pece vede tepelně izolovanou zónou a pak větší rychlostí a při nižší hustotě chladicí zónou, kde se ochlazuje profukovaným vzduchem a pak se vede přimíchávací zónou, kde se kontinuálně přidávají přísady a následně se balí a opouští zpracovávací zóny, přičemž se zpracovávaný materiál stále chrání před působením okolního ovzduší.

Zpracovávaný materiál se tedy po tepelném zpracování ochlazuje v uzavřené zóně a v případě substrátu se do něho přidávají hnojivá a mikrobiologické látky a nakonec se zavádí do dávkovači s výhodou do pytlovací zóny, přičemž je stále chráněn před působením ovzduší.

Způsobem podle vynálezu se dosahuje vysokého využití zavedeného tepla a ochrany zpracovávaného materiálu před působením ovzduší. Je nežádoucí plnit materiál za horka, jelikož

- 1 CZ 283167 B6 se určitá hnojivá mohou teplem poškozovat. K dopravě se používá poměrně krátkého dopravníku, takže materiál samovolně při takové dopravě nevychladne. Při způsobu používané chlazení se však může provádět jednoduše profúkováním vzduchu, který se může jen mírně filtrovat.

Pro dobiý a homogenní výsledek je dále důležité, aby byl materiál transportován dobře řízeným způsobem pecní zónou, přičemž se používá speciálně konstruovaného systému, který to zaručuje.

Zjistilo se, že struktura nebo textura rašeliníkového materiálu takto zpracovaného se vysoce zlepší pro růstové procesy, přičemž se struktury mění ve směru k drobivějšímu materiálu, kteiý je vysoce výhodný pro rostliny, například má výrazně snížený sklon ke zhroucení struktury. 10 Vytváření drobivé struktury je podporováno zadržováním v peci prakticky veškeré vlhkosti nebo páry, vyvinuté při tepelném zpracování materiálu, což také velmi účinně podporuje pasteraci. Alespoň pokud jde o rašeliník, není žádoucí materiál vysoušet, takže může opouštět pec se stejným obsahem vlhkosti, se kterým se do ní zavedl.

Zjistilo se, že rostliny rostou a mnohem lépe se vyvíjejí v tomto novém materiálu, přičemž se 15 naměřil značný pokles hodnoty vodivosti, což je pro pracovníky v oboru významné.

Rašeliníkový surový materiál je vždy dostupný, dodává se však z různých oblastí, čímž se jeho kvalita a mikrobiální vlastnosti značně mění. Pro uživatele se nemůže zajistit nezměněná kvalita pro každou novou dodávku; také z tohoto důvodu se rašeliníkového materiálu nepoužívá v takové míře, v jaké by bylo třeba se zřetelem na jeho poměrně nízkou cenu a dobrou kvalitu. 20 Avšak zpracováním podle vynálezu se kvalita rašeliníku zvýší na téměř stálou jakost pro různé typy materiálu, přičemž se zpracování může provádět kontinuálně a uživatel se může spolehnout na prakticky stálou vysokou kvalitu produktu ve všech obdobích.

Velmi důležitým hlediskem způsobu podle vynálezu je, že se kvalita produktu dále zvyšuje řízeným zaváděním určitých druhů hub a bakterií, které chrání substrát před pronikáním vnějších 25 nebezpečných biologických látek při použití a které zajišťují perfektní růst rostlin. Některé takové užitečné druhy již byly nalezeny, takže jsou dostatečné pro velkoprovozní použití, pro další zdokonalení produktu zůstává však ještě mnoho výzkumů, například pro selektivní úpravy rašeliníku pro různé rostliny.

Vynález představuje tedy také základní podmínky pro tento další významný výzkum, jelikož 30 výzkumné laboratorní podmínky nejsou representativní pro skutečnou praxi.

Vynález blíže objasňují následující výkresy, přičemž na obr. 1 je perspektivní pohled na zařízení podle vynálezu jako celek, na obr. 2 je řez rotační pecí a na obr. 3 je řez napojené upravovači jednotky, a příkladné provedení vynálezu.

Příklad provedení vynálezu

Zařízení podle obr. 1 zahrnuje jako hlavní části silo 2 pro příjem přírodního substrátového materiálu, dopravník 4 pro vedení materiálu do komory 6, následující pasterační pec 8, jejíž výstup je spojen s upravovači stanicí 10, ze které se materiál vede do stanice 12 k přimíchávání hnojivá, dopravník 14 vede materiál do dávkovači stanice 16, ze které se materiál odvádí například balený v pytlech.

Silo 2 zahrnuje dvě sila 20, z nichž každé má /vlevo/ otevřený přijímací konec pro substrát a je vybaveno neznázoměným dnem, přičemž deska dna může působit jako dopředu se pohybující dopravníkový pás pro vedení materiálu k protějším, uzavřeným koncům příslušného sila, kde vede příčný dopravník 4 materiál do pasterační pece 8. Na výstupním konci sil 20 jsou příční seškrábávací rotory 22, které uvolňují dodávaný materiál, takže spadá na dopravník 4. Dopřadné tlačení materiálu v obou znázorněných silech je střídavé takovým způsobem, že se jedna silová sekce vyprazdňuje, zatímco druhá je mimo provoz, to znamená, že je k dispozici pouze pro

-2 CZ 283167 B6 přijímání materiálu na svém otevřeném konci, znázorněném na levé straně, takže se jedna sekce sila naplňuje, zatímco obsah ze druhé sekce sila se vyprazdňuje.

V komoře 6, jak je znázorněno na obr. 2, je detektor 24 hladiny, který řídí hladinu v komoře 6 a zastavuje dopravník 4 na dobu, kdy je komora 6 přeplněna se zřetelem na stanovenou úroveň. Ze spodního konce komory 6 se materiál kontinuálně zavádí do rotační pasterační pece 8 s perforovaným bubnem 28; spodní konec komory 6 je vybaven poháněným spirálovým dopravníkem 26 spojeným se zaváděcím koncem válcové pasterační pece 8. Detektor 24 hladiny a spirálový dopravník 26 vytvářejí materiálovou zátku na vstupu do válcové pasterační pece 8 a tak předcházejí zpětnému toku plynů v systému.

Válcová pasterační pec 8 je vybavena perforovaným bubnem 28, který je podpírán neznázoměnými prostředky otáčitelným způsobem a který je vybaven osově zasahujícími dovnitř vyčnívajícími křídlovými díly 30, které při rotaci perforovaného bubnu 28 míchají materiál, který postupuje dopředu pecí k jejímu výstupu. Na dně pasterační pece 8 jsou četné plynové nebo olejové hořáky 32, ze kterých proudí teplo do prostoru mezi vnějškem pecního perforovaného bubnu 28 a obklopujícím izolačním pláštěm 34, takže teplo vniká do perforovaného bubnu 28, přičemž uprostřed pasterační pece je horní výpust 36 pro odvádění spalného plynu a vodní páry. Značné množství vodní páry se uvolňuje nejen ze spalování, ale zvláště z obsažené vody ze zpracovávaného hnoje nebo ze substrátového materiálu, které zpravidla zpočátku obsahují přibližně hmotnostně 20 % vody nebo přibližně 14 kg vody na m³. S výhodou je odvádění páry dimenzováno tak, aby bylo možno odvádět 450 kg vody za hodinu.

Avšak v případě určitých materiálů není žádoucí materiál vysoušet, jelikož by to mohlo narušit hrudkovitost materiálu, a proto se odvádění páry více nebo méně uzavírá. Potom plyn nebo pára nemohou volně unikat na koncích pasterační pece 8; v průběhu operace se dosahuje rovnováhy mezi párou uvolňovanou a readsorbovanou materiálem.

Na výstupním konci pasterační pece 8 se materiál vypouští do upravovači stanice 10, přičemž spadá do první sekce 38, která zahrnuje směrem vzhůru skloněný dopravníkový pás 40 a je uzavřená a tepelně izolovaná. V této sekci se materiál vede poměrně pomalu a v husté vrstvě na dopravníkovém pásu 40. to znamená, že se ve velké míře udržuje na teplotě, na kterou byl zahřát v pasterační peci 8, čímž se tepelné zpracování prodlužuje bez přídavné spotřeby energie. Teplota však klesá na neúčinnou hodnotu a materiál se pak na horním konci dopravníkového pásu 40 vede zúženou štěrbinou ve stropu první sekce 38 a spadá dolů do chladicí jednotky 42, ve které materiál spadá na větší válec 44 a z něho je veden na dopravník 46, který se pohybuje poměrně rychle, takže se na něm materiál ukládá v tenké vrstvě a který je prostupován chladicím vzduchem ze spodního dmychadla 48. Tak je možno dosahovat rychlého ochlazování materiálu, který je dopravníkem 46 dopravován do stanice 12, ve které je napříč umístěný okřídlený rotor 50, který přijímá substrát na jedné straně, zatímco na opačné straně přijímá hnojivo nebo směs látek zjednotky 52 pro takové přísady. Rotor 50 způsobuje intenzivní promísení substrátu a přísad a vede materiál na směrem nahoru nakloněný dopravník 14.

Vyvíjí se snaha, aby byl materiál z pasterační pece 8 odváděn o teplotě ne pod 90 °C, s výhodou je na výstupním konci z pasterační pece 8 teplotní čidlo, které při zjištění nižší teploty ovládá hnací prostředky pro otáčení pecního perforovaného bubnu 28 tak, že se rychlost bubnu sníží k dosažení vyšší teploty.

Dávkovači stanice 16, kterou je s výhodou pytlovací stanice, není blíže popisována, jen se připomíná, že optimálně to má být uzavřená jednotka, která přijímá upravený hnůj nebo substrátovou směs z uzavřeného dopravníku 14 takovým způsobem, že se směs může plnit do pytlů 54, aniž by mohla po tepelné úpravě přijímat semena nebo jiné venkovní znečištění.

Je výhodné, aby byl postup materiálu zařízením řízen takovým způsobem, aby materiál na konci pasterační pece dosahoval teploty těsně ke 100 °C, s výhodou teploty 90 až 100 °C, jelikož celková účinnost tepelného zpracování vyžaduje alespoň 80 °C, přičemž přehřívání na teplotu nad 100 °C by vedlo ke zbytečné spotřebě energie a k možnému poškození zpracovávaného

- 3 CZ 283167 B6 materiálu. Použití shora uvedeného detektoru 24 hladiny dobře řídí průtok pecí a kromě toho se průtok pecí může měnit různým způsobem, včetně obecného nastavení většího nebo menšího sklonu pece.

Jakkoliv je způsob popsán pro případ určitého substrátového materiálu, může se ho používat pro zpracování hnoje nebo jiného materiálu, přičemž se může obohacovat přídavnou přísadou hnojiv. Jak shora uvedeno, je vysoce výhodné nebo dokonce nutné přidávat určité druhy hub a bakterií, které se vhodně přidávají ve stanici 12. Je také primární důležitosti obohacovat pasterovaný materiál takovými druhy, které ho chrání před pozdějším napadáním škodlivými kulturami, přičemž je obecně výhodné používat hub druhu Trichoderma harzium, Pythion oligandrun a Gliocladiun virens. Vhodné jsou také některé druhy bakterií, například Bacillus streptomyces, které jsou známy jakožto přírodní antibiotika. Další rozvinutí vynálezu je předmětem vědeckého a praktického výzkumu.

Technická využitelnost

Způsob pasterace růstových substrátů a hnoje, například rašeliníku za dosahování spolehlivé stálé kvality produktu ve všech obdobích.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob výroby tepelně zpracovaného hnojivového materiálu nebo hnojivém obohaceného substrátu, při kterém se přírodní hnojivo nebo substrátový materiál jako rašeliník vedou vytápěnou pecí a přidávají se do něho hnojivá nebo jiné přísady, vyznačující se tím, že se materiál, odváděný z pece vede tepelně izolovanou zónou a pak větší rychlostí a při nižší hustotě chladicí zónou, kde se ochlazuje profiikovaným vzduchem a pak se vede přimíchávací zónou, kde se kontinuálně přidávají přísady a následně se balí a opouští zpracovávací zóny, přičemž se zpracovávaný materiál stále chrání před působením okolního ovzduší.
2. 2. Způsob podle nároku 1, pasterizace materiálu.

   vyznačuj ící tím, že se zahříváním provádí
3. 3. Způsob podle nároku 2, v prostředí nasyceném párou.

   vyznačující tím, že se zahřívání provádí
4. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se po ochlazení do zpracovávaného materiálu přidávají houby a bakterie, zvláště bakterie, působící jako přírodní antibiotika.
5. 5. Zařízení s pasterační pecí a prostředky k promíchávání postupujícího materiálu pro provádění způsobu podle nároků laž4, vyznačující se tím, že výstupní konec pasterační pece (8) je spojen s uzavřenou a tepelně izolovanou upravovači stanicí (10), která je spojena s chladicí jednotkou (42), spojenou se stanicí (12) pro kontinuální přimíchávání přísad do zpracovávaného materiálu, která je spojena prostřednictvím dopravníku (14) s dávkovači stanicí (16).

   -4 CZ 283167 B6
6. 6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že pasterační pec (8) je spojena s prostředky řídícími průtok materiálu, kterými jsou detektor (24) hladiny a teplotní čidlo na výstupním konci pasterační pece (8).