RU2067570C1

RU2067570C1 - Method for utilization of products of vital activity of animals and poultry and filtering device for separation of biomass in embodiment of the method

Info

Publication number: RU2067570C1
Application number: SU915002301A
Authority: RU
Inventors: В.И. Тумченок
Original assignee: Хабаровский завод металлоконструкций
Priority date: 1991-09-05
Filing date: 1991-09-05
Publication date: 1996-10-10

Abstract

FIELD: agriculture; particular, methods for utilization of products of vital activity of animals and poultry with production of protein, and devices for its separation from the substrate by filtering. SUBSTANCE: method for utilization of products of vital activity of animals and poultry includes preparation of substrate from manure and dung in homogenizer separation of substrate in separator 2 from bristle, down, feather, wool; preparation of substrate from carbon-containing component-hydrolytic lignin neutralized to pH 5.5-7.0 in homogenizer 3. Substrates from homogenizers 1 and 3 are subjected to dispersion to particle sizes similar to sizes of bacteria, and after addition of disintegrated substance with physiologically active substances, they are directed to biocultivator 5, where in alternating bacteria-growing chambers 6 with immobilizing attachment 10, biomass is grown with flow from top down through sleeves 9 and directed to device 11 for filtering where biomass is separated. A part of biomass is returned through disintegrator 12 to the process cycle and excessive biomass enters the next. Stage. The amounts of biomass are taken depending on conditions of depletion of products of vital activity and carbon-containing component. EFFECT: higher yield of biomass. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технологии и технике утилизации продуктов жизнедеятельности животных и птицы (стоки, навоз, помет, подстилка, растительные остатки и т. д.) и может быть использовано при производстве бактериального протеина очистных сооружений (бакпротоса) на предприятиях агропромышленного комплекса (АПК). The invention relates to technology and techniques for the disposal of animal and poultry vital products (sewage, manure, litter, litter, plant debris, etc.) and can be used in the production of bacterial protein in wastewater treatment plants (bakprotos) at enterprises of the agro-industrial complex (AIC).

Известен способ утилизации, при котором приготавливают субстрат с корректировкой соотношения между углеродом и азотом, вводом углеродсодержащих компонентов, на субстрате выращивают аэробные микроорганизмы, отделяют биомассу микрорганизмов, стерилизуют и используют в качестве белково-витаминной добавки (БВД) (а. с. СССР N 836829, кл. A 23 K 1/00, C 05 F 3/00, 1984), недостатком которого является ограниченность сырьевых ресурсов для выработки БВД, что снижает эффективность применения способа. There is a known method of utilization in which a substrate is prepared with adjustment of the ratio between carbon and nitrogen, the introduction of carbon-containing components, aerobic microorganisms are grown on the substrate, the biomass of microorganisms is separated, sterilized and used as protein-vitamin supplement (BVD) (A.S. USSR N 836829 , class A 23 K 1/00, C 05 F 3/00, 1984), the disadvantage of which is the limited raw materials for the production of BVD, which reduces the efficiency of the method.

Цель изобретения достигается тем, что биомассу отделяют фильтрованием, подвергают дезинтегрированию гидродинамическим, кавитационным и тепловым воздействием, часть дезинтеграта направляют в качестве физиологически активных веществ на выращивание микроорганизмов в первой ступени утилизации, а избыточный дезинтеграт и фильтрат направляют на вторую ступень утилизации с последовательным переходом от простейших микроорганизмов к бактериям и количеством ступеней сокращают присутствие метаболитов животных и птицы в бакпротосе. The purpose of the invention is achieved in that the biomass is separated by filtration, subjected to disintegration by hydrodynamic, cavitation and thermal effects, part of the disintegrate is sent as physiologically active substances to the cultivation of microorganisms in the first stage of utilization, and excess disintegrate and filtrate are sent to the second stage of utilization with a sequential transition from the simplest microorganisms to bacteria and the number of steps reduce the presence of metabolites of animals and birds in the bacteros.

Известно устройство для осуществления способа, содержащее приводную ступицу с установленным на ней нижним диском, приводной вал с верхним дисками, закрепленную между дисками своими верхними и нижними параллельными основаниями коническую фильтровальную перегородку и средство ее деформирования, например, пружину (а. с. СССР N 674797, кл. B 04 B 1/04, 1979), имеющее недостатки способа, что снижает эффективность его использования. A device for implementing the method is known, comprising a drive hub with a lower disk mounted on it, a drive shaft with upper disks, a conical filter membrane and means for deforming it, for example, a spring (A.S. USSR N 674797, fixed between the disks with its upper and lower parallel bases) , CL B 04 B 1/04, 1979), having the disadvantages of the method, which reduces the efficiency of its use.

Цель изобретения достигается тем, что нижнее основание конуса конической фильтровальной перегородки закреплено на упpугом диске, установленном на нижнем диске с прижимом к нему упругими элементами, например, пружинами, а приводной вал нижним концом установлен на нижнем диске на шарнирной опоре, верхний конец приводного вала размещен в опоре вращения дополнительной приводной ступицы, при этом между нижним диском и упругим размещен переточный стакан, сообщающий напорную полость нижнего диска с внутренней полостью фильтровальной перегородки. The objective of the invention is achieved in that the lower base of the cone of the conical filter baffle is mounted on an elastic disk mounted on the lower disk with elastic elements, such as springs, pressed against it, and the drive shaft with the lower end mounted on the lower disk on a hinged support, the upper end of the drive shaft is placed in the support of rotation of the additional drive hub, while between the lower disk and the elastic there is a transfer cup communicating the pressure cavity of the lower disk with the internal cavity of the filter burnout are alone.

При ступенчатой обработке субстрата от ступени к ступени снижается примесь метаболитов продуктов жизнедеятельности животных и птицы, сокращается количество низших микроорганизмов, имеющих большую продолжительность генерации (удвоения биомассы) и повышается количество бактерий, а соответственно, количество протеина и липидов, т. е. улучшается качество БВД, причем переход сопровождается расширением источников питания - всеядность бактерий. Переход от низших микроорганизмов к бактериям требует устранения их проскока через фильтрольную перегородку планетарным ее вращением. With stepwise processing of the substrate from step to step, the impurity of metabolites of animal and poultry vital products decreases, the number of lower microorganisms having a longer generation time (biomass doubling) decreases and the number of bacteria increases, and accordingly, the amount of protein and lipids, i.e., the quality of BVD improves , and the transition is accompanied by the expansion of food sources - the omnivorous bacteria. The transition from lower microorganisms to bacteria requires the elimination of their slip through the filter membrane by its planetary rotation.

На фиг.1 чертежа показана схематически установка осуществления способа; на фиг.2 продольный разрез устройства для осуществления способа; на фиг.3 - схема изменения углов фильтровальной перегородки; на фиг.4 узел нижнего и упругого дисков. Figure 1 of the drawing shows schematically the installation of the implementation of the method; figure 2 is a longitudinal section of a device for implementing the method; figure 3 is a diagram of the change in the angles of the filter septum; in Fig.4 node of the lower and elastic disks.

Установка для осуществления способа содержит питатель 1, сообщенный с дуговым ситом 2, питатель 3 ввода углеродсодержащих компонентов, сообщенный с измельчителем 4, а последний сообщен с биокультиватором 5, включающим секции 6, размещенных на ложных днищах 7 дутьевых секций 8, причем секции 6 сообщены друг с другом по высоте биокультиватора 5 переливными трубами 9, при этом секции 6 снабжены иммобилизационной насадкой в виде жгутов 10. Нижняя секция 6 биокультиватора 5 сообщена с устройством 11 микрофильтром для осуществления способа, а по осадку с центробежным дезинтегратором 12, причем по избыточному дезинтеграту дезинтегратор 12 сообщен с питателем 13 второй ступени утилизации, включающей биокультиватор 14, сообщенный с микрофильтром 15, а последний по дезинтеграту сообщен с питателем 13 предыдущей ступени утилизации, а по избыточному дезинтеграту с питателем 17 последующей ступени утилизации, включающей биокультиватор 18, микрофильтр 19 и дезинтегратор 20, причем последний по избыточному дезинтеграту сообщен со стерилизатором (на чертеже не показан). The installation for implementing the method comprises a feeder 1, connected with an arc sieve 2, a feeder 3 for input of carbon-containing components, connected with a grinder 4, and the latter is connected with a bio-cultivator 5, including sections 6 placed on the false bottoms 7 of the blowing sections 8, and sections 6 are communicated to each other with a different height of the bio-cultivator 5 overflow pipes 9, while sections 6 are equipped with an immobilization nozzle in the form of bundles 10. The lower section 6 of the bio-cultivator 5 is connected to the device 11 with a microfilter for implementing the method, and according to the draft centrifugal disintegrator 12, and the excess disintegrant disintegrator 12 is connected to the feeder 13 of the second stage of disposal, including a biocultivator 14, communicated with the microfilter 15, and the last to the disintegrate is connected to the feeder 13 of the previous stage of disposal, and the excess disintegrate to the feeder 17 of the subsequent stage of disposal, including a biocultivator 18, a microfilter 19 and a disintegrator 20, the latter being connected to the sterilizer by excess disintegrate (not shown in the drawing).

Устройство для осуществления способа микрофильтр, содержит приводную ступицу 21, с установленным на ней нижним диском 22, приводной вал 23 с верхним диском 24, закрепленную между дисками своими верхним и нижним параллельными основаниями коническую фильтровальную перегородку 25 и средство ее деформирования, например, пружину 26. Нижнее основание конуса конической фильтровальной перегородки 25 закреплено на упругом диске 27, установленном на нижнем диске 22 с прижимом к нему упругими элементами, например, пружинами 26, а приводной вал 23 нижним концом установлен на нижнем диске 22 на шарнирной опоре 28, а верхний конец приводного вала 23 размещен в опоре вращения 29 дополнительной приводной ступицы 30, при этом между нижним диском 22 и упругим диском 27 размещен переточный стакан 31, сообщающий напорную полость 32 нижнего диска 22 с внутренней полостью фильтровальной перегородки 25 и с патрубком 33 подвода субстрата. Микрофильтр 11 включает корпус 34 с патрубками 35 отвода фильтрата и 36 отвода осадка. Верхний диск 24 выполнен с разгрузочными окнами 37, а нижний диск 22 с направляющими болтами 38 для пружин 26. A device for implementing the method of a microfilter, comprises a drive hub 21, with a lower disk 22 mounted on it, a drive shaft 23 with an upper disk 24, a conical filter plate 25 and means for deforming it, for example, a spring 26, fixed between the disks with their upper and lower parallel bases. The lower base of the cone of the conical filter septum 25 is mounted on an elastic disk 27 mounted on the lower disk 22 with elastic elements pressed against it, for example, springs 26, and the drive shaft 23 with a lower end m is mounted on the lower disk 22 on the hinge support 28, and the upper end of the drive shaft 23 is placed in the rotation support 29 of the additional drive hub 30, while between the lower disk 22 and the elastic disk 27 there is a transfer cup 31 communicating the pressure cavity 32 of the lower disk 22 s the inner cavity of the filter wall 25 and with a pipe 33 for supplying the substrate. The microfilter 11 includes a housing 34 with nozzles 35 for discharge of the filtrate and 36 for removal of sediment. The upper disk 24 is made with unloading windows 37, and the lower disk 22 with guide bolts 38 for springs 26.

Пример осуществления способа. Продукты жизнедеятельности животных и птицы поступают в питатель 1, в котором их разбавляют фильтратом до концентрации 2-12 г/л с одновременным отделением при перемешивании минеральных примесей, а крупные взвеси отделяют на дуговом сите 2. Для корректировки субстрата за счет ввода углеродсодержащих компонентов (нейтрализованный гидролизный лигнин, растительные остатки, подстилка, и т. д.) устанавливают соотношение между углеродом и азотом в пределах 20:1. Взвеси наполнителя измельчают в измельчителе 4 гидроударного действия с переводом их до коллоидного состояния и гомогенизации субстрата. Субстрат обрабатывают на ложных днищах 7 при продувке воздухом из дутьевых секций 8 в присутствии иммобилизационной насадки в виде жгутов 10. На питательных веществах субстрата происходит наращивание биомассы микроорганизмов, которые взвешенными в субстрате перемещаются сверху вниз по переливным трубам 9 и отводят в микрофильтр 11 (работа которого будет описана ниже). Осадок из микрофильтра 11 поступает в центробежный дезинтегратор 12, в котором гидродинамическим, кавитационным и тепловым воздействием разрушают оболочки микроорганизмы и освобождают физиологически активные вещества (нуклеиновые кислоты, ферменты, витамины, микроэлементы), являющиеся биостимуляторами развития и размножения микроорганизмов в биокультиваторе 5. На избыточном дезинтеграте в питателе 13 подготавливают субстрат, на котором во второй ступени наращивают биомассу микроорганизмов с последующим переходом от простейших микроорганизмов (грибы, дрожжи и т. д.) к бактериям, что позволяет исчерпывать из субстрата компоненты питания, в т. ч. метаболиты жизнедеятельности животных и птицы. После дезинтегратора 20 биомассу подвергают стерилизации нагревом до температуры 90-95^oС и используют в качестве белково-витаминной добавки из расчета 1-5 грамм на 1 кг живого веса животных и птицы.An example implementation of the method. The livelihoods of animals and birds enter feeder 1, in which they are diluted with filtrate to a concentration of 2-12 g / l with simultaneous separation of mineral impurities with stirring, and large suspensions are separated on an arc sieve 2. To adjust the substrate by introducing carbon-containing components (neutralized hydrolysis lignin, plant residues, litter, etc.) establish a ratio between carbon and nitrogen in the range of 20: 1. Suspension of the filler is crushed in a grinder 4 hydropercussion action with their transfer to a colloidal state and homogenization of the substrate. The substrate is treated on false bottoms 7 by blowing air from the blasting sections 8 in the presence of an immobilization nozzle in the form of tows 10. On the nutrients of the substrate, the biomass of microorganisms builds up, which are suspended in the substrate from top to bottom along the overflow pipes 9 and transferred to microfilter 11 (whose operation will be described below). The precipitate from the microfilter 11 enters the centrifugal disintegrator 12, in which the shells of microorganisms are destroyed by hydrodynamic, cavitation and thermal effects and physiologically active substances (nucleic acids, enzymes, vitamins, microelements) are released, which are biostimulants for the development and reproduction of microorganisms in the bio-cultivator 5. On the excess disintegrator 5. a substrate is prepared in the feeder 13, on which the biomass of microorganisms is increased in the second stage with the subsequent transition from the simplest micro organisms (fungi, yeast, etc.) to bacteria, which allows you to exhaust nutrition components from the substrate, including metabolites of animal and bird life. After the disintegrator 20, the biomass is sterilized by heating to a temperature of 90-95 ^o C and used as a protein-vitamin supplement at the rate of 1-5 grams per 1 kg of live weight of animals and birds.

Устройство для осуществления способа микрофильтр 11 работает следующим образом. A device for implementing the method of the microfilter 11 operates as follows.

Субстрат из патрубка 33 через напорную полость 32 и переточной стакан 31 поступает на внутреннюю поверхность фильтровальной перегородки 25. Под действием сил инерции происходит отделение жидкости, которая проницает перегородку 25 и фильтрат в факеле распыла отводится из корпуса 34 по тангенциальному патрубку 36. Под действием тангенциальной составляющей силы инерции, возникающей при вращении перегородки 25 от приводной ступицы 21, происходит перемещение осадка. При вращении верхнего конца приводного вала 23 в опоре вращения 29 дополнительной приводной ступицы 30 фильтровальная перегородка 25 совершает планетарное вращение относительно оси приводной ступицы 21, вследствие наклона приводного вала 23 на угол "А", при этом изменяются углы "Б"и "В". При углах "Б" происходит перемещение осадка, а при углах "В" торможение с образованием подстилочного слоя, препятствующего проскоку бактерий. За счет деформации упругого диска 26 возникают вибрации, препятствующие закупорке пор перегородки 25. Осадок выгружается через разгрузочные окна 37 в верхнем диске 24 и выводится из корпуса 34 в факеле распыла по тангенциальному патрубку 35. The substrate from the nozzle 33 through the pressure cavity 32 and the transfer cup 31 enters the inner surface of the filter baffle 25. Under the action of inertia, the liquid separates, which penetrates the baffle 25 and the filtrate is discharged from the housing 34 through the tangential nozzle 36. The tangential component the inertia that occurs when the partition 25 is rotated from the drive hub 21, the sediment moves. When the upper end of the drive shaft 23 is rotated in the rotation support 29 of the additional drive hub 30, the filter baffle 25 performs planetary rotation about the axis of the drive hub 21 due to the inclination of the drive shaft 23 by an angle “A”, while the angles “B” and “C” change. At angles "B" the sediment moves, and at angles "C", inhibition occurs with the formation of a litter layer that prevents the passage of bacteria. Due to the deformation of the elastic disk 26, vibrations occur that prevent clogging of the pores of the septum 25. The precipitate is discharged through the discharge windows 37 in the upper disk 24 and is discharged from the housing 34 in the spray torch along the tangential pipe 35.

Использование бакпротоса в виде белково-витаминной добавки при расходах 0,1-0,5% на 1 кг живого веса животных и птицы сокращает на 20-30% расход обычных кормов, на 30-40% повышается яйценосность, надои молока, привесы мяса, снижается до минимума падеж молодняка, улучшается генетика родительского стада. Бакпротос воспроизводится в 500 раз быстрее, чем растительный, и в 1000 раз в сравнении с животным и себестоимость его в сравнении гидролизными кормовыми дрожжами в десятки раз ниже. The use of bakprotos in the form of a protein-vitamin supplement at a cost of 0.1-0.5% per 1 kg of live weight of animals and poultry reduces the consumption of conventional feeds by 20-30%, egg production, milk yield, and meat gain are increased by 30-40%, the mortality rate of young animals is reduced to a minimum; the genetics of the parent herd improves. Bakprotos reproduces 500 times faster than plant, and 1000 times in comparison with animals and its cost in comparison with hydrolyzed fodder yeast is ten times lower.

Claims

1. The method of utilization of animal and poultry vital products, in which the substrate is prepared with adjustment of the ratio between carbon and nitrogen, the introduction of carbon-containing components, aerobic microorganisms are grown on the substrate, the biomass of microorganisms is separated, sterilized and used as a protein-vitamin supplement, characterized in that the carbon-containing component is dispersed to sizes corresponding to the sizes of aerobic bacteria, mixed with animal and bird waste products and with disintegration a biomass atom, biomass grown on a substrate is separated by filtration, disintegrated, used to prepare a substrate on which biomass is grown, and the process is repeated until the waste products of animals and birds and the carbon-containing component are exhausted.

2. A filtering device for separating biomass during utilization of animal and poultry vital products, comprising a drive hub with a lower disk mounted on it, a drive shaft with an upper disk, a conical filter screen and a means for its deformation, fixed between the disks with their upper and lower parallel bases, characterized in that the lower base of the cone of the conical filter septum is mounted on an elastic disk mounted on the lower disk, with elastic elements pressed against it, and the drive shaft with the lower end mounted on the lower disk on the hinge support, and the upper end of the drive shaft is located in the rotation support of the additional drive hub.