NO179832B - Fremgangsmåte og anlegg for fremstilling av varmebehandlet vekstsubstrat og gjödsel - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og et anlegg for fremstilling av varmebehandlet naturlig gjødsel-materiale eller et gjødslet, anriket substratmateriale som er klart til bruk. I forbindelse med oppfinnelsen refereres det fortrinnsvis til et substrat på basis av såkalt kokosstøv ("coco"-støv eller "coir"-støv) som er et avfallsprodukt fra produksjonen av kokosfibrer, men oppfinnelsen er ikke begrenset til dette, siden materialet også kan være torvmose eller andre biologiske substrater samt naturlig gjødsel, f.eks. fjærfegjødsel. I naturlige substratmaterialer hender det vanligvis at det er en temmelig høy mengde ugressfrø og insektegg som er uønsket for de fleste anvendelser av substratene, og siden det også kan forekomme uønskede bakterier og fungi, så har det blitt foreslått å utsette substratene for en varmebehandling før levering til brukerne, som hoved-sakelig er planteskoler eller hagesentere. Noe i likhet med dette gjelder helt naturlige gjødselsmaterialer.

Varmebehandlingene som hittil har vært benyttet, har imidlertid vært temmelig kostbare og ikke altfor effektive, og generelt har de ikke forlatt forsøksstadiet. Mens mange for-skjeller unngås ved bruk av et pasteurisert substrat, så vil substratet dessuten være sårbart for intrusjon av nytt og uønsket mikrobiologisk materiale, slik at selv eksperimentell bruk ikke har gitt altfor verdifulle eller pålitelige resul-tater.

Det er hovedformålet med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte ved hjelp av hvilken behandlingen kan utføres i industriell forstand, både mer effektivt og mye mindre kostbart.

For en industriell varmebehandling er det velkjent å benytte en gjennomstrømningsovn med en perforert, roterende trommel til hvilken varme ledes fra en utvendig fiksert ovnskappe, og i forbindelse med oppfinnelsen så anvendes det fremdeles en slik ovn. Det sørges imidlertid for at den utgående strøm av materialet passerer gjennom en varmeisolert sone slik at den effektive behandlingstiden for en gitt oppvarmingseffekt kan forlenges. Nevnte lukkede passasjesone fortsettes i en lukket avkjølingssone, og i tilfelle for substrater videre gjennom en blandestasjon for gjødningsstoff og mikrobiologisk materiale og ytterligere til en utleveringsstasjon, fortrinnsvis en sekkefyllingsstasjon, alt i et lukket system. Herved oppnås en meget høy utnyttelsesgrad av den tilførte oppvarmingseffekt til at det oppnås en pasteurisering av materialet, og den oppnådde høye renhet for materialet opp-rettholdes hele veien inntil materialet utleveres til lukkede beholdere, f.eks. sekker, p.g.a. nevnte lukkede system. Det er uønsket å levere materialet i varm tilstand siden også visse gjødningsstoffer kan skades av for høy temperatur, og derfor anvendes nevnte avkjøling som kan utføres på enkel måte ved en gjennomblåsing av luft, og denne luften behøver bare bli meget lett filtrert. Konstruksjonsmessig så kan et relativt kort transportbånd til leveringsstedet deretter be-nyttes, siden materialet ikke skal avkjøles av seg selv under transporten.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av et varmebehandlet gjød-ningsmateriale eller gjødningsstoffanriket substratmateriale som er ferdig for bruk, hvorved et naturlig gjødningsstoff eller substratmateriale slik som torvmose ledes i en strøm gjennom en oppvarmingsovn og deretter blir gjødningsstoffer og andre additiver fortrinnsvis tilsatt, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved at materialet fra ovnsutløpet føres langsomt gjennom en varmeisolert tunnel og deretter ved en høyere hastighet og med mindre strømningsdensitet gjennom en avkjølingsstasjon, hvori material strømmen avkjøles ved gjennomblåsning med luft, og føres deretter gjennom en blandestasjon for kontinuerlig tilsetning av nevnte stoffer og derfra videre til en utleveringsstasjon, hvorved transporten av materialet hele veien finner sted i et transportsystem som er vesentlig lukket i forhold til omgivelsene. For et godt og homogent resultat er det videre viktig at materialet transporteres på en velregulert måte gjennom ovns-sonen, og følgelig anvendes et spesielt konstruert tilførselssystem ved hjelp av hvilket dette kan oppnås.

Det er "blitt funnet at strukturen eller teksturen til det således behandlede torvmosemateriale blir sterkt forbedret for vekstformål, idet strukturen endres i retning av et mer smuleaktig materiale, hvilket ér meget fordelaktig for plantene, f.eks. ved at det utviser en bemerkelsesverdig redusert tilbøyelighet til sammenfall ing. Dannelsen av den smuleaktige strukturen begunstiges ved at praktisk talt all fuktighet eller damp som utvikles under varmebehandlingen av materialet, holdes i ovnen, idet dette også forklarer en meget effektiv pasteurisering. For i det minste hva angår torvmose, så er det ikke ønskelig å tørke materialet, og det kan således forlate ovnen like fuktig som det ble tilført.

Det er blitt observert at planter vokser og utvikler seg mye bedre i det nye materialet, og en bemerkelsesverdig nedgang i konduktivitetsverdi er blitt målt, og dette er signifikant for eksperter på områder.

Torvmoseråmaterialet er alltid tilgjengelig, men det leveres fra forskjellige kildeområder hvorved dets kvalitet og mikro-biologiske egenskaper kan variere. Brukerne kan ikke stole på at kvaliteten er uendret for hver forsendelse, og også av denne grunn blir torvmosematerialet ikke benyttet i så stor grad som det kunne fortjene, i betraktning av den relativt lave prisen og dets gode kvalitetsaspekter. Ved behandling ifølge foreliggende oppfinnelse blir imidlertid torvmose-kvaliteten hevet til et nesten ensartet nivå for de forskjellige typer av materiale slik at behandlingen kan bevirkes kontinuerlig, og brukerne kan stole på levering av et praktisk talt ensartet høyt kvalitetsprodukt til alle årstider.

Et meget viktig aspekt ved oppfinnelsen er at produktets kvalitet ytterligere forøkes ved en regulert innføring av visse sopp- og bakteriearter som vil beskytte substratet fra intrusjon av utvendig farlig biologisk materiale ved bruks-stedet og kondisjonere en perfekt vekst av plantene. Noen brukbare arter har allerede blitt funnet, og disse er til-strekkelige til å gjøre produktet anvendbart i stor bruks-målestokk, men det skal vedgås at et meget stort forskningsarbeid fremdeles må foretas for å perfeksjonere produktet, f.eks. på selektiv måte for forskjellige planter.

Sett på denne bakgrunn så er et annet viktig aspekt ved oppfinnelsen å tilveiebringe en grunnleggende betingelse for at et slikt viktig forskningsarbeid skal kunne utføres i det hele tatt, fordi en forskning som utføres under laboratorie-betingelser, ikke vil være representativ for aktuell praksis.

Det er ifølge foreliggende oppfinnelse også tilveiebragt et anlegg for utførelse av fremgangsmåten som angitt i det ovenstående og definert i medfølgende krav 1, omfattende en gjennomstrømningsovn med anordninger for agitasjon av materialet, kjennetegnet ved at ovnens utløpsende er forbundet med en lukket og varmeisolert transporttunnel gjennom hvilken en sluseåpning leder til en tunnelseksjon som er forbundet med anordninger for avkjøling av det mottatte materiale, fortrinnsvis ved en tverrgående gjennomblåsning med filtrert luft, idet nevnte tunnelseksjon leder til en blandestasjon for kontinuerlig tilsetning av additiver til materialstrømmen, vesentlig under lukkede betingelser, mens blandestasjonen er knyttet via en forbindelse til en utleveringsstasjon for materialet, idet hele transportsystemet fra ovnens utløp til utleveringsstasjonen er vesentlig lukket i forhold til omgivelsene.

Oppfinnelsen beskrives mer detaljert under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor: fig. 1 er et perspektivriss av et komplett behandlings- anlegg ifølge oppfinnelsen;

o

fig. 2 er et tverrsnitt av en gjennomstrømningsovn i

nevnte anlegg; og

fig. 3 er et tverrsnitt av en etterkoblet behandlings-enhet .

Anlegget som er vist på fig. 1, omfatter som hoveddeler et siloanlegg 2 for mottagelse av naturlig substratmateriale; et transportbånd 4 forbundet dermed for tilførsel av materiale til en mottagerbeholder 6; en etterfølgende pasteuriserings-ovn 8, idet utløpsmaterialet herfra transporteres til en blandestasjon 12 for gjødningsstoffer; og et transportør 14 som transporterer materialet til en utleveringsstasjon 16 hvorfra materialet kan leveres, f.eks. pakkes i sekker.

Siloanlegget 2 omfatter to plane siloer 20 som hver (på den venstre siden) er utformet med en åpen mottaksende for et substrat, og som på en måte som ikke vist, er utstyrt med en bunnplate som kan virke som et fremover beveget transportrør for mating av materialet mot de motsatte, lukkede ender av de respektive siloer, hvor den tverrstilte transportør 4 vil føre materialet til ovnen 8. Ved utleveringsenden av silo-enhetene 20 er det anordnet tverrstilte avskrapningsrotorer 22 som vil løsne det tilførte materialet slik at det faller ned på transportøren 4. Den fremoverrettede skyving av materialet i de to viste siloseksjonene gjøres alternerende på en slik måte at en siloseksjon tømmes mens den andre er inoperativ, dvs. bare tilpasset for mottak av materialet ved inndriving av materialet gjennom den tilknyttede åpne inn-drivningsenden, som er vist på venstre side, og følgelig kan en ifylling finne sted i en siloseksjon mens innholdet i den andre siloseksjonen tømmes.

I beholderen 6 som vist på fig. 2, er det anordnet en nivå-detektoranordning som detekterer materialnivået i beholderen og forårsaker en stopping av transportbåndet 4 så lenge en overfylling av beholderen 6 over et på forhånd innstilt standardnivå kan detekteres. Fra den nedre enden av beholderen 6 finner det sted en kontinuerlig mating av materialet inn i ovnen, idet den nedre enden av beholderen 6 er utstyrt med en drevet skruetransportør 26 i åpen forbindelse med mateenden til den rørformede gjennomstrømningsovnen 8. Nivå-detektoren og skruetransportøren forårsaker dannelse av en materialplugg ved innløpet til ovnen og hindrer derved en returstrøm av gass i systemet.

Ovnen 8 er forsynt med en perforert ovnstrommel 28, som ved hjelp av anordninger som ikke er vist, er understøttet på en roterbar måte og er utstyrt med aksialt forløpende, innover ragende vingedeler 30 som ved rotasjon av ovnstrommelen 28 vil agitere materialet, idet dette deretter transporteres fremover etter hvert som ovnen får helling mot utløpet. Ved bunnen av ovnen 8 er det anordnet en rekke gass- eller olje-brennere 32 som kan levere varme til rommet mellom utsiden av ovnstrommelen 28 og en omgivende varmeisolerende ovnskappe 34, slik at varmen derfra trenger inn i den perforerte ovnstrommelen, og ved midten av ovnen er det anordnet et øvre utstøtingsrør 36 for avgivelse av den tilførte forbrennings-gassen og innholdet av vanndamp deri. Betydelige mengder vanndamp vil bli involvert ikke bare fra forbrenningen, men spesielt fra den resulterende vannavdrivning fra gjødselen eller substratmaterialet som innledningsvis typisk inneholder ca. 20$ vann eller ca. 14 kg vann pr. m^. For et anlegg av en praktisk, foretrukket størrelse betyr dette et damputlegg tilsvarende 450 kg vann pr. time.

For visse materialer slik som torvmose er det imidlertid ikke ønsket å tørke materialet fordi nevnte smuleaktige struktur da kunne bli bragt i fare, og i et slikt tilfelle kan ut-støtingsåpningen holdes mer eller mindre lukket. Det vil forstås at dampen og vanndampen ikke kan unnslippe fritt gjennom endene av ovnen; ved operasjon vil det nås en like-vekt mellom damp levert fra og readsorbert av materialet.

Ved utleveringsenden av ovnen 8 blir materialet levert til stasjonen 10, nemlig ved at det faller ned i en første seksjon 38, som inneholder et oppover skrånende transportbånd 40 og dessuten er lukket og varmeisolert. I denne seksjonen blir materialet transportert relativt langsomt og i et tykt lag på båndet 40, dvs. materialet vil i en stor grad opprett-holde den temperatur ved hvilken det er blitt oppvarmet i ovnen 8, hvorved varmebehandlingen av materialet vil bli for-lenget uten ytterligere energiforbruk. Temperaturen vil imidlertid avta mot et ineffektivt nivå, og materialet vil da ved den øvre enden av transportøren 40 bli transportert gjennom en avgrenset spalteåpning i taket på stasjonen 38 og falle ned i den etterfølgende enhet betegnet 42, som er en avkjølingsenhet i hvilken det mottatte fallende materiale treffer en rivevalse 44 og derfra ledes på en transportør 46, som er relativt hurtig beveget slik at materialet avsettes i et tynt lag derpå, og som kan gjennomtrenges av kjøleluft levert fra en nedre vifte 48. På denne måten er det mulig å oppnå en hurtig avkjøling av materialet, som på transportøren 46 transporteres til blandestasjonen 12, hvori en tverrstrøm-vingrotor 50 befinner seg, idet sistnevnte mottar substrat fra en side mens den fra den andre siden mottar et gjødnings-stoff eller en blanding av slike additiver. Rotoren 50 forårsaker en intensiv blanding av substrat og additiver og transporterer materialet videre på den oppover skrånende transportøren 14.

Det skal forstås at materialet utleveres fra ovnen 8 ved en temperatur som ikke er under 90°C, og ved utleveringsenden av ovnen er det fortrinnsvis anordnet en temperaturføler som ved deteksjon av en lavere temperatur forårsaker en igangsetting av drivanordningene for rotasjon av ovnstrommelen 28 på en slik måte at gjennomløpshastigheten reduseres tilsvarende for oppnåelse av en høyere temperatur.

Utleverings- eller sekkefyllingsstasjonen 16 trenger ingen nærmere beskrivelse, men det bør bare nevnes at den optimalt bør være en lukket enhet som mottar den sluttlige gjødsel-eller substratblanding fra et lukket transportsystem 14 på en slik måte at den utleverte blanding kan fylles i sekker 54 uten at blandingen har blitt eksponert overfor mottak av frø eller andre utvendige urenheter etter varmebehandlingen.

Det er foretrukket at strømmen av materiale gjennom ovnen reguleres på en slik måte at det ved utleveringsenden av ovnen oppnås en materialtemperatur som er nær 100°C, fortrinnsvis mellom 90 og 100°C, fordi en helt effektiv varmebehandling forlanger minst 80°C mens derimot en oppvarming til over 100°C vil medføre et urimelig overforbruk av energi og mulig skade på materialet. Bruken av nevnte innløpslås med nivåføleren 24 vil kondisjonere en velregulert strøm til ovnen, og dessuten kan tiden for gjennomstrømningen varieres på forskjellige måter, inkludert mer generelt ved en juste-ring av ovnen til en mer eller mindre skrånende stilling.

Oppfinnelsen er i det ovenstående beskrevet som spesielt relevant for substratmaterialer, men det skal forstås at den faktisk er like relevant hva angår rene gjødselprodukter eller andre varer, når disse ikke bør anrikes ved ytterligere tilsetning av gjødningsstoffer.

Som nevnt er det meget foretrukket eller endog nødvendig å tilsette noen arter av sopp og bakterier, hvilket hensikts-messig kan foretas i blandestasjonen 12. Det er av største betydning å anrike det pasteuriserte materiale på slike arter, hvilke vil beskytte mot senere inntrengning av farlige kulturer, og for generell bruk vil soppartene trichoderma harzianum, pythion oligandrum og gliocladiun virens være fordelaktig. Også flere bakteriearter vil være egnet, og en er bacillus streptomyces, som allerede er kjent for å være naturlige antibiotika. Ytterligere detaljer i dette hen-seende vil imidlertid være sak for vitenskapelig og praktisk forskning.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et varmebehandlet gjødni-ngsmateriale eller gjødningsstoffanriket substratmateriale som er ferdig for bruk, hvorved et naturlig gjødningsstoff eller substratmateriale slik som torvmose ledes i en strøm gjennom en oppvarmingsovn og deretter blir gjødningsstoffer og andre additiver fortrinnsvis tilsatt, karakterisert ved at materialet fra ovnsutløpet føres langsomt gjennom en varmeisolert tunnell og deretter ved en høyere hastighet og med mindre strømningsdensitet gjennom en avkjølingsstasjon, hvori materialstrømmen avkjøles ved gjennomblåsning med luft, og føres deretter gjennom en blandestasjon for kontinuerlig tilsetning av nevnte stoffer og derfra videre til en utleveringsstasjon, hvorved transporten av materialet hele veien finner sted i et transportsystem som er vesentlig lukket i forhold til omgivelsene.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at oppvarmingen foretas for å fullføre eller nesten fullføre uttørking av materialet og pasteurisering derav.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at oppvarmingen utføres uten fri utstøting av damp fra ovnen for opprettholdelse av en høy fuktighetsgrad deri.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tilførselen av materiale til gjennomstrømnings-ovnen og oppvarming av nevnte materiale reguleres med god nøyaktighet delvis ved bruk av en innløpslås med nivåregu-lering og delvis ved bruk av en utløpstermostat ved ovnens utløpsende.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det etter avkjølingstrinnet tilsettes forskjellige sopp- og takteriearter til strømmen av materiale, hoved-sakelig arter som virker som naturlig antibiotika.

6. Anlegg for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, omfattende en gjennornstrømningsovn med anordninger for agitasjon av materialet, karakterisert ved at ovnens utløpsende er forbundet med en lukket og varmeisolert transporttunnel gjennom hvilken en sluseåpning leder til en tunnel1seksjon som er forbundet med anordninger for avkjøling av det mottatte materiale, fortrinnsvis ved en tverrgående gjennomblåsning med filtrert luft, idet nevnte tunnellseksjon leder til en blandestasjon for kontinuerlig tilsetning av additiver til materialstrømmen, vesentlig under lukkede betingelser, mens blandestasjonen er knyttet via en forbindelse til en utleveringsstasjon for materialet, idet hele transportsystemet fra ovnens utløp til utleveringsstasjonen er vesentlig lukket i forhold til omgivelsene.

7. Anlegg ifølge krav 5, karakterisert ved at gjennomstrømningsovnen er forbundet med anordninger for bevirkning av en velregulert materialstrøm, nemlig delvis en innløpssluse med en nivådetektor som regulerer materialtil-strømningen for å holde materialet i innløpsslusen konstant ved et nivå over toppen av ovnens innløpsåpning, og delvis ved hjelp av en termoføler anordnet ved ovnens utløpsende, som regulerer ovnseffekten (varmeeffekt/tid for strøm) for oppnåelse av en forhåndsinnstilt materialtemperatur, fortrinnsvis 90-100°C.