RU2108997C1

RU2108997C1 - Technological line for processing organic materials and/or waste containing organic materials

Info

Publication number: RU2108997C1
Application number: RU96111999A
Authority: RU
Inventors: С.С. Есиев; В.Х. Агнаев; А.В. Ронжин
Original assignee: Есиев Сергей Саладинович
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1996-06-18
Publication date: 1998-04-20

Abstract

FIELD: agricultural machinery and equipment. SUBSTANCE: this relates to processing of materials and waste used in production of compost, sowing material, and feeds. Technological process line is made up of following successively interconnected components: mechanical disintegrator, steam-jet ejection disintegrator, activating disintegrator, biomixer, forming unit. High pressure at inlet of active pipe connection of steam-jet ejection disintegrator allows for carrying out not only fine disintegration of waste, but also for simultaneous hydrolysis of proteins and carbohydrates contained in organic material. Activating disintegrator ensures production of highly efficient mass at outlet which when handled in biomixer after blending with sowing biomaterial allows for producing valuable organic product in the form of feed or soil mixture or sowing material. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам переработки органических материалов и отходов и может использоваться для получения органических удобрений, биологического активированного почвенного материала, кормов и т.д. The invention relates to means for processing organic materials and waste and can be used to produce organic fertilizers, biologically activated soil material, feed, etc.

Известны технологические линии переработки органических отходов или материалов, содержащие измельчитель, узел тепловой обработки, гранулятор [1, 2] . Такие линии позволяют перерабатывать органику, предварительно измельчая ее, обеззараживая и гранулируя для удобства последующего внесения в корм или почву. Known production lines for the processing of organic waste or materials containing a chopper, a heat treatment unit, a granulator [1, 2]. Such lines allow you to process organics, pre-grinding it, disinfecting and granulating for the convenience of subsequent application to the feed or soil.

Однако подобные линии очень энергоемки и малоэффективны, поскольку ориентированы на один тип сырья, переналадка на другой тип сырья требует значительных затрат времени и средств. However, such lines are very energy-intensive and ineffective, since they are oriented to one type of raw material; readjustment to another type of raw material requires a significant investment of time and money.

Также известна технологическая линия для производства удобрения, содержащая измельчитель, сепаратор, дробилку, увлажнитель и формирователь [3]. Линия позволяет осуществлять обеззараживание биологического материала-торфа - достаточно эффективно, однако применение электрогидравлической дробилки целесообразно именно для достаточно мягкого материала и малоэффективно для биологических отходов сложного смешанного типа. Наиболее близкой к заявленной является технологическая линия для переработки органических материалов и/или отходов, содержащих органические материалы, включая механический измельчитель, увлажнитель-смеситель, выход которого сообщен с входом биосмесителя, выход которого технологически связан с формовочным агрегатом [4]. Also known is a technological line for the production of fertilizer containing a grinder, separator, crusher, humidifier and former [3]. The line allows disinfecting biological material-peat - quite efficiently, however, the use of an electro-hydraulic crusher is advisable specifically for a sufficiently soft material and ineffective for biological wastes of a complex mixed type. Closest to the claimed one is a production line for processing organic materials and / or waste containing organic materials, including a mechanical chopper, a humidifier-mixer, the outlet of which is connected to the input of the biomixer, the outlet of which is technologically connected to the molding unit [4].

Такая линия достаточно хорошо проводит обработку органических отходов, что в большей мере обусловлено наличием биосмесителя, в котором первоначально обработанные отходы перерабатываются за счет бактерий в процессе термического разложения, однако сам процесс обработки занимает достаточно длительное время - до нескольких недель - и получаемый конечный продукт представляет собой только удобрение, что резко сужает круг применения данной линии. This line conducts the processing of organic waste quite well, which is largely due to the presence of a biomixer, in which the initially treated waste is processed by bacteria in the process of thermal decomposition, however, the processing process itself takes quite a long time - up to several weeks - and the resulting final product is only fertilizer, which sharply narrows the range of application of this line.

Техническая задача изобретения - расширение функциональных возможностей технологической линии, используемого ассортимента перерабатываемой органики и неорганики и сокращение сроков получения готового продукта или полуфабриката. The technical task of the invention is the expansion of the functionality of the technological line, the used range of processed organics and inorganics and the reduction of the time for obtaining the finished product or semi-finished product.

Указанная техническая задача решается тем, что линия снабжена газогенератором, парогенератором, пароструйным эжекционным измельчителем, установкой стерилизации воды, установкой подготовки засеваемого биоматериала со средствами его ультрафиолетовой активации, при этом, увлажнитель-смеситель выполнен в виде дезинтегратора- активатора, с которым сообщен выход установки стерилизации воды, установка подготовки засеваемого биоматериала сообщена с биосмесителем, при этом выход механического измельчителя технологически сообщен с пассивным соплом пароструйного эжекционного измельчителя, а активное его сопло - с выходом парогенератора, энергетическая установка которого сообщена с газогенератором. The specified technical problem is solved by the fact that the line is equipped with a gas generator, a steam generator, a steam jet ejection grinder, a water sterilization unit, a plant for preparing the seed biomaterial with means for its ultraviolet activation, while the humidifier-mixer is made in the form of a disintegrator-activator, with which the output of the sterilization unit is communicated water, the plant for the preparation of the sown biomaterial is communicated with the biomixer, while the output of the mechanical chopper is technologically communicated with the passive a steam ejection nozzle th chopper and its active nozzle - a yield of a steam generator power plant which is communicated with the gasifier.

Поиск, проведенный по патентной и технической литературе показал, что заявленная совокупность неизвестна, т.е. она соответствует условию патентоспособности "новизна". A search conducted in patent and technical literature showed that the claimed combination is unknown, i.e. it meets the condition of patentability “novelty”.

Поскольку имеется потребность в такого рода линиях, которые изготовляются из известных составляющих, то заявленное соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость". Since there is a need for such lines, which are made from known components, the claimed meets the patentability condition "industrial applicability".

Так как в результате решения поставленной технической задачи появляется новый эффект, заключающийся в повышении эффективности работы линии, причем этот эффект достигается неочевидным для среднего специалиста путем, то заявленное соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень". Since as a result of solving the technical problem, a new effect appears, which consists in increasing the efficiency of the line, and this effect is achieved in a way that is not obvious to the average specialist, the claimed one meets the patentability condition "inventive step".

На чертеже представлена схема технологической линии. The drawing shows a diagram of a technological line.

Технологическая линия для переработки органических материалов и/или отходов, содержащих органические материалы включает механический измельчитель 1, пароструйный эжекционный измельчитель 2, увлажнитель- смеситель 3, выполненный в виде дезинтегратора-активатора, биосмеситель 4, формовочный агрегат 5, парогенератор 6, газогенератор 7, установку стерилизации воды 8, установку подготовки засеваемого биоматериала 9, средства ультрафиолетовой активации биоматериала 10. A processing line for processing organic materials and / or wastes containing organic materials includes a mechanical chopper 1, a steam jet ejector chopper 2, a humidifier-mixer 3 made in the form of an activator disintegrator, a biomixer 4, a molding unit 5, a steam generator 6, a gas generator 7, an installation water sterilization 8, a plant for the preparation of inoculated biomaterial 9, means of ultraviolet activation of the biomaterial 10.

Механический измельчитель 1 выполнен по обычной схеме и представляет собой либо рубочную машину, либо вальцовый измельчитель и т.д. Его выход технологически сопряжен с пассивным соплом пароструйного эжекционного измельчителя 2, его активное сопло сопряжено с выходом парогенератора 6, энергетическая установка которого связана с выходом газогенератора 7, исходным материалом для него служит тот же органическим материал, причем газогенератор 7 может быть выполнен по схеме биогазового генератора, генератора с сухой возгонкой легких фракций биоматериалов, при которой топливом является часть этих материалов и т.д. Выходное сопло эжекционного измельчителя 2 сообщено с увлажнителем-смесителем 3, который выполнен в виде дезинтегратора- активатора, конструкции которых разработаны А.Хинтом [5]. Вода в дезинтегратор 3 подается от установки стерилизации воды 8. Выход дезинтегратора 3 сообщен с биосмесителем 4, с которым также сообщена установка подготовки засеваемого биоматериала 9, в качестве биоматериала можно использовать семена, споры, любой посевной материал, бактерии, мицелий и т. д. Установка 9 имеет средства ультрафиолетовой активации биологического материала 10, которые представляют собой ультрафиолетовые облучатели с воздействием предварительно на среду, в которую будут помещать биоматериал, например, для семян - это вода, для бактерий - питательный раствор и т. д., и последующим воздействием на биологический материал, помещенный в данную среду, в предпочтительном варианте исполнения эти средства представляют собой линию, по которой перемещаются емкости для биологического материала с соответствующей средой, которые облучаются посредством УФ-облучателей. После прохождения определенной части линии в емкости помещается необходимый биоматериал и облучение продолжается, тем самым достигается высокая степень активации материала. Выход биосмесителя сообщен с формовочным агрегатом 5, который формирует либо бурты, либо осуществляет упаковку получаемого материала и т. д. Mechanical chopper 1 is made in the usual way and is either a chipper, or roller mill, etc. Its output is technologically coupled to the passive nozzle of the steam-jet ejection grinder 2, its active nozzle is coupled to the output of the steam generator 6, the power plant of which is connected with the output of the gas generator 7, the source material for it is the same organic material, and the gas generator 7 can be made according to the biogas generator scheme generator with dry sublimation of light fractions of biomaterials, in which fuel is part of these materials, etc. The output nozzle of the ejector chopper 2 is in communication with the humidifier-mixer 3, which is made in the form of an activator disintegrator, the designs of which are developed by A. Khint [5]. Water is supplied to the disintegrator 3 from the water sterilization unit 8. The output of the disintegrator 3 is communicated with a biomixer 4, with which the plant for the preparation of inoculated biomaterial 9 is also communicated, seeds, spores, any seed, bacteria, mycelium, etc. can be used as biomaterial. Installation 9 has means for ultraviolet activation of biological material 10, which are ultraviolet irradiators with a preliminary effect on the medium in which the biomaterial will be placed, for example, for seeds, this is water, for bacteria, a nutrient solution, etc., and subsequent exposure to the biological material placed in the medium, in the preferred embodiment, these agents are the line along which the containers for biological material with the corresponding medium are moved, which are irradiated by UV irradiators . After passing a certain part of the line, the necessary biomaterial is placed in the container and the irradiation continues, thereby achieving a high degree of activation of the material. The output of the biomixer is communicated with the molding unit 5, which forms either collars or carries out packaging of the resulting material, etc.

Технологическая линия для переработки биологических материалов и/или отходов, содержащих биологические материалы работает следующим образом. A technological line for processing biological materials and / or wastes containing biological materials works as follows.

Исходный материал или отходы подают в механический измельчитель 1, где он измельчается. Часть этого материала также поступает в газогенератор 7, где методом сбраживания или сухой возгонки легких фракций органических материалов получают горючий газ, который приводит в действие энергетическую установку парогенератора 6. Последний позволяет получать пар с давлением до нескольких сотен атмосфер и температурой в несколько сот градусов. Этот пар поступает в активный патрубок пароструйного эжекционного измельчителя 2, пассивное сопло которого сопряжено с выходом измельчителя 1. Под действием эжектирующей струи пара материал вытягивается из пассивного патрубка и попадает в выходное сопло. Поскольку в пространстве за данным соплом давление существенно меньше, чем давление в струе пара, то в результате наличия такого рода градиента давления происходит не только паровзрывное измельчение материала, но и гидролиз углеродных и белковых соединений органики, т. е. неорганические составляющие измельчаются до долей миллиметра и менее, при этом осуществляется частичный их переход в более простые соединения при данном виде разрушения, а органические составляющие гидролизуются и разлагаются также на более простые соединения, например, коллаген кости разлагается на аминокислоты и т. д. Разрушенный и преобразованный таким воздействием материал поступает в увлажнитель-смеситель 3, куда также поступает обеззараженная вода от установки ее стерилизации 8, где осуществляется ультрафиолетовая и озоновая обработка воды. Смеситель 3 представляет собой дезинтегратор, т. е. устройство, позволяющее получить частицы размером не более 50-90 мкм и гомогенизировать измельченную массу, конечная влажность которой устанавливается на заданном уровне, например 40-50%. В данном случае получаемая однородная масса будет не только стерильна, но и активируема, что позволяет, используя эффект такого рода активации, в 2-3 раза повысить ее питательность. Это достигается за счет ударного действия дезинтегратора-активатора 3 на массу, причем ударные действия осуществляются в пределах 0,001-0,03 с, со скоростью ударного воздействия от 0,1 до 100 м/с [5]. Далее полученная органическая масса поступает в биосмеситель 4, куда также поступает подготовленный биоматериал из установки 9. The source material or waste is fed into a mechanical chopper 1, where it is ground. Part of this material also enters the gas generator 7, where by the method of fermentation or dry sublimation of light fractions of organic materials, combustible gas is obtained, which drives the power plant of the steam generator 6. The latter allows you to get steam with a pressure of up to several hundred atmospheres and a temperature of several hundred degrees. This steam enters the active pipe of the steam jet ejector chopper 2, the passive nozzle of which is coupled to the output of the chopper 1. Under the action of the ejector jet of steam, the material is pulled from the passive pipe and enters the outlet nozzle. Since the pressure in the space behind this nozzle is much lower than the pressure in the steam jet, as a result of the presence of such a pressure gradient, not only vapor-explosive grinding of the material occurs, but also the hydrolysis of carbon and protein compounds of organic matter, i.e., inorganic components are crushed to fractions of a millimeter and less, at the same time their partial transition to simpler compounds is carried out with this type of destruction, and the organic components are hydrolyzed and decompose also into simpler compounds, for example er, collagen of the bone is decomposed into amino acids, etc. The material destroyed and transformed by this action enters the humidifier-mixer 3, which also receives the disinfected water from its sterilization unit 8, where ultraviolet and ozone water treatment is carried out. The mixer 3 is a disintegrator, that is, a device that allows you to get particles no larger than 50-90 microns and homogenize the crushed mass, the final humidity of which is set at a given level, for example 40-50%. In this case, the resulting homogeneous mass will not only be sterile, but also activated, which allows, using the effect of this kind of activation, to increase its nutritional value by 2–3 times. This is achieved due to the shock action of the activator disintegrator 3 on the mass, and shock actions are carried out in the range of 0.001-0.03 s, with the speed of impact from 0.1 to 100 m / s [5]. Next, the resulting organic mass enters the biomixer 4, which also receives the prepared biomaterial from the installation 9.

Подготовка биоматериала при этом осуществляется следующим образом. The preparation of biomaterial in this case is as follows.

Необходимый биоматериал, например, семена в случае получения компоста, бактерии, мицелий - в случае получения корма и т. д., помещается в соответствующую питательную для них среду (воду - для семян, бульон - для бактерий и т. д.), на которую предварительно воздействовали УФ-излучением, создаваемым, например, лампой КДС-10000 в течение нескольких десятков минут, затем обработка продолжается также в течении нескольких десятков минут. Обработанный таким образом засеянный биоматериал приобретает высокие энергетические показатели и становится полностью стерильным, однако в данном случае огромную роль играют режимы обработки, поскольку самым существенным требованием является отсутствие травмируемости обрабатываемого материала УФ-лучами. Засеянный биоматериал подается в биосмеситель 4, где перемешивается с измельченным органическим материалом или отходами, и далее после необходимого времени перемешивания поступает на формовочный агрегат 5, где или упаковывается, или складируется в бурты, или поступает на непосредственное использование. The necessary biomaterial, for example, seeds in the case of compost, bacteria, mycelium - in the case of forage, etc., is placed in the appropriate nutrient medium for them (water - for seeds, broth - for bacteria, etc.), which was previously exposed to UV radiation generated, for example, by the KDS-10000 lamp for several tens of minutes, then processing also continues for several tens of minutes. The seeded biomaterial treated in this way acquires high energy indices and becomes completely sterile, however, in this case, the processing regimes play a huge role, since the most essential requirement is the absence of injury to the processed material by UV rays. The sown biomaterial is fed into the biomixer 4, where it is mixed with the crushed organic material or waste, and then after the necessary mixing time it enters the molding unit 5, where it is either packaged, stored in bales, or supplied for direct use.

Таким образом, используя органический материал, например, растительные остатки, отходы, содержавшие органический материал, например, навозные стоки, отходы животноводства, пищевой промышленности и т.д., можно с использованием данной технологической линии получать посевной материал с плодородным слоем, чистый гумус, биологически стерильный материал, кормовую массу, сырья для приготовления кормового и пищевого продукта и т. д., причем высокая энергонасыщенность получаемого продукта позволяет использовать его настолько эффективно, что не требуются дополнительные подкормки, добавки и стимуляторы. Совмещение в некоторых узлах линии ряда процессов позволяет существенно повысить ее эффективность и производительность, снизить энерготраты. Универсальность линии позволяет получать на ней кормовые и пищевые продукты и полуфабрикаты, почвенные смеси и готовый посевной материал. Thus, using organic material, for example, plant debris, waste containing organic material, for example, manure, livestock, food industry, etc., it is possible to obtain seed with a fertile layer, pure humus using this production line, biologically sterile material, feed mass, raw materials for the preparation of a feed and food product, etc., and the high energy saturation of the resulting product allows it to be used so effectively that it does not additional nutrition, supplements and stimulants are required. The combination in some nodes of the line of a number of processes can significantly increase its efficiency and productivity, reduce energy consumption. The versatility of the line allows you to get feed and food products and semi-finished products, soil mixtures and ready-made seed on it.

Все вышеуказанное позволяет сделать вывод не только о высокой универсальности этой линии, но и ее высокой эффективности и технологичности. All of the above allows us to conclude not only about the high versatility of this line, but also its high efficiency and manufacturability.

Источники информации:
1. RU, патент, 2032355, кл. A 23 K 1/00, 1995.Sources of information:
1. RU, patent, 2032355, cl. A 23 K 1/00, 1995.

2. RU, патент, 2032356, кл. A 23 K 1/00, 1995. 2. RU, patent, 2032356, cl. A 23 K 1/00, 1995.

3. SU, авторское свидетельство, 974772, кл. C 05 F 11/02, 1992. 3. SU, copyright certificate, 974772, cl. C 05 F 11/02, 1992.

4. SU, авторское свидетельство, 1479448, кл. C 05 F 9/00, 1989. 4. SU, copyright certificate, 1479448, cl. C 05 F 9/00, 1989.

5. Универсальная дезинтеграторная активация. - Сб. науч. ст. / Под ред. И.А.Хинта. - Таллин: Валгус, 1980. 5. Universal disintegration activation. - Sat scientific Art. / Ed. I.A. Khinta. - Tallinn: Valgus, 1980.

Claims

A processing line for processing organic materials and / or wastes containing organic materials, including a mechanical chopper, a humidifier-mixer, the outlet of which is connected to the input of the biomixer, and the outlet of the latter is technologically connected to the molding unit, characterized in that it is equipped with a gas generator, steam generator, steam jet an ejection grinder, a water sterilization unit, a plant for the preparation of inoculated biomaterial with means for its ultraviolet activation, while moisturizing the spruce mixer is made in the form of an activator disintegrator, with which the output of the water sterilization unit is communicated, the plant for the preparation of the seed biomaterial is communicated with a biomixer, the output of the mechanical chopper is technologically connected with the passive nozzle of the steam-jet ejector chopper, and its active nozzle is connected with the output of the steam generator, power plant which is communicated with the gas generator.