RU2220123C2

RU2220123C2 - Method of producing dry organic fertilizer from beddingloss hen droppings

Info

Publication number: RU2220123C2
Application number: RU2002100222/13A
Authority: RU
Inventors: В.А. Монолаков; В.В. Юдин
Original assignee: Монолаков Виктор Андреевич; Юдин Виктор Васильевич
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2003-12-27

Abstract

FIELD: organic fertilizers. SUBSTANCE: method consists in that droppings are exposed to microwave electromagnetic field in a chamber with continuous displacement of fertilizer and simultaneous blowing with first flow of hot heat carrier. Before charging into chamber, moisture content in fresh droppings is lowered by means of mechanical dehydration to 50% and less, after which dehydrated material is granulated, granules are blown with flow of hot heat carrier and rolled in fine powder of ground dry fertilizer. EFFECT: increased partial drying velocity and increased productivity. 1 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при производстве органических удобрений. The invention relates to agriculture and can be used in the production of organic fertilizers.

Известен способ производства сухого органического удобрения, заключающийся в выжимке пресс-валками до влажности 50-60%, укладке отжатой массы на транспортер и последующим воздействием энергии СВЧ до снижения влажности удобрения до 10% (см. Малофеев В.И. Технология безотходного производства в птицеводстве. - М.: Агропромиздат, 1986, с.34-35). A known method for the production of dry organic fertilizer, which consists in squeezing press rolls to a moisture content of 50-60%, laying the squeezed mass onto a conveyor and subsequent exposure to microwave energy to reduce the fertilizer moisture to 10% (see Malofeev V.I. Non-waste production technology in poultry farming . - M .: Agropromizdat, 1986, p. 34-35).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе площадь поверхности испарения отжатой массы незначительна. Сушка СВЧ-полем тем интенсивнее, чем выше площадь испарения обрабатываемого материала (см. , например, Лыков А.В. Теория сушки. (Учеб. пособие для втузов), изд. 2-е перераб. и доп. - М.: Энергия, 1968, с.242). The reasons that impede the achievement of the following technical result when using the known method include the fact that in the known method the surface area of evaporation of the squeezed mass is negligible. Drying with a microwave field is the more intense, the higher the area of evaporation of the processed material (see, for example, Lykov A.V. Drying theory. (Textbook for technical colleges), ed. 2 revised and supplemented. - M .: Energy , 1968, p.242).

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ производства сухого органического удобрения из бесподстилочного помета кур, заключающийся в воздействии электромагнитного СВЧ-поля в камере с непрерывным перемещением обрабатываемого удобрения и с одновременным обдувом его первым потоком горячего теплоносителя (см. патент 2038343 "Способ производства сухого органического удобрения и установка для его осуществления" от 27.06.95, авторов Монолаков В.А. и др. , заявка 92010385/15. Бюл. 18), принятый за прототип. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе возможно получить удобрение из помета кур - молодняка. В этом возрасте помет кур имеет влагосодержание 48-50% (см., например, Малофеев В.И. Технология безотходного производства в птицеводстве. - М.: Агропромиздат, 1986, с. 72-73, таблица 9-10), естественная форма помета имеет вид гранул и помет обладает хорошей сыпучестью (см. Малофеев В.И. Технология термической переработки помета. - М.: Колос, 1988, с.6), что позволяет обрабатывать удобрение в камере с непрерывным перемещением. Соответственно увеличена площадь поверхности испарения обрабатываемого удобрения, и сушка проходит интенсивнее. Однако выход сырья для производства удобрений незначителен и содержание азота в помете молодняка меньше содержания азота в помете кур более позднего возраста. Помет кур более позднего возраста имеет влагосодержание более 75% и естественная форма помета имеет однородную массу с меньшей площадью испарения по сравнению с пометом молодняка. При отсутствии сыпучести обработать удобрение в СВЧ-камере с непрерывным перемещением становится невозможно. The closest method of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a method of producing dry organic fertilizer from litterless chicken litter, which consists in exposure to an electromagnetic microwave field in a chamber with continuous movement of the fertilizer being processed and with its simultaneous blowing with the first flow of hot coolant (see patent 2038343 "Method for the production of dry organic fertilizer and installation for its implementation" from 06/27/95, authors Monolakov VA and others, application 92010385/15. Bull. 18), Answered the prototype. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method adopted for the prototype include the fact that in the known method it is possible to obtain fertilizer from the litter of chickens - young animals. At this age, the litter of chickens has a moisture content of 48-50% (see, for example, Malofeev V.I. Non-waste production technology in poultry farming. - M .: Agropromizdat, 1986, pp. 72-73, table 9-10), natural form the litter has the form of granules and the litter has good flowability (see Malofeev V.I. Technology for thermal processing of litter. - M .: Kolos, 1988, p.6), which allows processing fertilizer in a chamber with continuous movement. Accordingly, the evaporation surface area of the processed fertilizer is increased, and drying is more intensive. However, the yield of raw materials for fertilizer production is negligible and the nitrogen content in the litter of young animals is lower than the nitrogen content in the litter of chickens of a later age. Litter of hens of a later age has a moisture content of more than 75% and the natural form of the litter has a homogeneous mass with a smaller evaporation area compared to young litter. In the absence of flowability, it becomes impossible to process fertilizer in a microwave chamber with continuous movement.

Сущность изобретения заключается в следующем. Интенсивность испарения при СВЧ-нагреве в значительной степени зависит от площади обрабатываемого материала. Так, при увеличении площади испаряемой поверхности в два раза скорость испарения увеличивается примерно в 1,3 раза. Бесподстилочный помет при клеточном содержании кур не содержит посторонних примесей и при соблюдении технологии уборки помета можно получить однородную массу. Для увеличения скорости испарения однородную массу исходного помета взрослых кур подвергают механическому обезвоживанию, например, гидравлическим прессом путем выжимки воды через влагопроницаемый материал с уменьшением влагосодержания исходного сырья до 50% и менее. При таком влагосодержании сырья его подвергают процессу гранулирования, например, на экструдере. Полученные гранулы обдувают горячим теплоносителем для сушки поверхностного слоя, обваливают мелкодисперсным порошком, полученным из сухого органического удобрения путем истирания его на мельнице, при этом влагосодержание поверхностного слоя гранулы становится ниже влагосодержания объема гранулы, появляется удовлетворительная сыпучесть, позволяющая перемещать гранулы в СВЧ-камере. В слоях гранулированного удобрения появляются дополнительные проходы для удаления паров воды. Таким образом, площадь поверхности испарения обрабатываемого удобрения увеличивается. The invention consists in the following. The evaporation rate during microwave heating largely depends on the area of the processed material. So, with an increase in the area of the evaporated surface by a factor of two, the rate of evaporation increases by approximately 1.3 times. Litterless litter with the chicken content does not contain any impurities, and if the litter is harvested, a homogeneous mass can be obtained. To increase the evaporation rate, a homogeneous mass of the initial litter of adult chickens is subjected to mechanical dehydration, for example, by a hydraulic press by squeezing water through a moisture-permeable material with a decrease in the moisture content of the feedstock to 50% or less. With such a moisture content of the raw material, it is subjected to a granulation process, for example, on an extruder. The granules obtained are blown with hot heat carrier to dry the surface layer, they are blended with finely dispersed powder obtained from dry organic fertilizer by abrading it in the mill, while the moisture content of the surface layer of the granule becomes lower than the moisture content of the granule volume, satisfactory flowability appears, allowing the granules to be transferred to the microwave chamber. In the layers of granular fertilizer, additional passages appear to remove water vapor. Thus, the evaporation surface area of the fertilizer being processed increases.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в увеличении площади испарения обрабатываемого удобрения в СВЧ-камере за счет придания ему формы гранул и соответственно в увеличении скорости сушки. The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to increase the evaporation area of the processed fertilizer in the microwave chamber by giving it the shape of granules and, accordingly, to increase the drying speed.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе производства сухого органического удобрения из бесподстилочного помета кур, заключающемся в воздействии электромагнитного СВЧ-поля в камере с непрерывным перемещением обрабатываемого удобрения и с одновременным обдувом его первым потоком горячего теплоносителя, особенность заключается в том, что влагосодержание исходного помета предварительно перед загрузкой в камеру уменьшают механическим обезвоживанием до 50% и менее, полученное сырье формуют в гранулы, обдувают гранулы вторым потоком горячего теплоносителя и обваливают их мелкодисперсным порошком из истертого сухого удобрения. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method for the production of dry organic fertilizer from litterless manure of chickens, which consists in exposure to an electromagnetic microwave field in the chamber with continuous movement of the fertilizer being processed and with simultaneous blowing of it with the first flow of hot coolant, the feature is that that the moisture content of the initial litter, before being loaded into the chamber, is previously reduced by mechanical dewatering to 50% or less, obtained The raw material is molded into granules, the granules are blown with a second stream of hot coolant, and they are blended with finely divided powder from worn dry fertilizer.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения. The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the features of the analogue, made it possible to establish a set of significant distinguishing features in relation to the technical result perceived by the applicant in the claimed method set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:
- дополнение известного средства какой-либо известной частью (частями), присоединяемой (присоединяемыми) к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такого дополнения;
- замена какой-либо части (частей) известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;
- исключение какой-либо части (элемента, действия) средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижения при этом обычного для такого исключения результата (упрощение, уменьшение массы, габаритов, материалоемкости, повышение надежности, сокращение продолжительности процесса и пр.);
- увеличение количества однотипных элементов, действий, для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов, действий;
- выполнение известного средства или его части (частей) из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала;
- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed method from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for a specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of a technical result, in particular by the claimed invention, does not provide for the following transformations:
- addition of a known product by any known part (s) attached to it (by) according to known rules, in order to achieve a technical result in respect of which the effect of such an addition is established;
- replacement of any part (s) of a known product with another known part to achieve a technical result, in respect of which the effect of such a replacement is established;
- the exclusion of any part (element, action) of the product with the simultaneous exclusion of its function and the achievement of the usual result for such exclusion (simplification, reduction of mass, dimensions, material consumption, increased reliability, reduced process time, etc.);
- an increase in the number of elements of the same type, actions, to enhance the technical result due to the presence in the tool of precisely such elements, actions;
- the implementation of a known tool or part (s) of a known material to achieve a technical result due to the known properties of this material;
- the creation of a tool consisting of known parts, the choice of which and the relationship between them are based on known rules, recommendations, and the technical result achieved in this case is due only to the known properties of the parts of this tool and the relationships between them.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменение ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены, исходя из известных зависимостей, закономерности. The described invention is not based on a change in a quantitative sign (s), the presentation of such signs in relationship, or a change in its form. This refers to the case when the fact of the influence of each of these characteristics on the technical result is known, and new values of these signs or their relationship could be obtained on the basis of known dependencies and regularities.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На представленной технологической схеме производства удобрений (чертеж) изображено устройство механического обезвоживания 1, устройство формовки гранул 2, генератор горячего теплоносителя 3, 7, устройство подачи порошка 4, смеситель гранул и порошка 5, камера сушки СВЧ-полем с непрерывным перемещением обрабатываемого удобрения 6, устройство истирания сухого удобрения в порошок 8. The presented technological scheme of fertilizer production (drawing) shows a mechanical dehydration device 1, a granule molding device 2, a hot coolant generator 3, 7, a powder supply device 4, a granule and powder mixer 5, a drying chamber with a microwave field with continuous movement of the fertilizer 6, dry fertilizer powder abrasion device 8.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, приводятся в следующей последовательности. Исходный бесподстилочный помет кур с однородной массой подают на устройство механического обезвоживания 1. В качестве такого устройства можно использовать, например, пресс-форму с отверстиями для выхода воды. Давление в пресс-форме можно создать, например, гидравлическим приводом. Далее уплотненную массу помета с влагосодержанием 50% и менее подают на устройство формовки гранул 2, например шнековый пресс с ножами на выходе филерных отверстий. Полученные гранулы обдуваются вторым потоком горячего теплоносителя генератора 3. Дальнейшее уменьшение влагосодержания поверхностного слоя гранул происходит за счет смешивания порошка из устройства для подачи порошка 4 с гранулами в смесителе гранул и порошка 5. Смеситель гранул и порошка 5 может представлять собой полый вращающийся цилиндр с открытыми торцами с углом наклона оси вращения к горизонту. Со стороны приподнятого торца в смеситель подают гранулы и порошок. После обваливания гранул в порошке они подаются в камеру сушки СВЧ-полем с непрерывным перемещением обрабатываемого удобрения 6 с одновременной подачей первого потока горячего теплоносителя с генератора 7 в зону сушки. С выхода камеры 6 необходимая часть готового удобрения поступает на устройство истирания сухого удобрения в порошок 8, например шаровую мельницу. Готовый порошок подается на устройство подачи порошка 4. Information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the above technical result is given in the following sequence. The initial litterless litter of hens with a homogeneous mass is fed to a mechanical dewatering device 1. As such a device, for example, a mold with openings for water outlet can be used. The pressure in the mold can be created, for example, by a hydraulic actuator. Next, the compacted mass of the litter with a moisture content of 50% or less is fed to the granule forming device 2, for example, a screw press with knives at the outlet of the filler holes. The obtained granules are blown by the second flow of hot coolant of the generator 3. A further decrease in the moisture content of the surface layer of granules occurs by mixing the powder from the device for feeding powder 4 with granules in the mixer of granules and powder 5. The mixer of granules and powder 5 can be a hollow rotating cylinder with open ends with the angle of inclination of the axis of rotation to the horizon. From the raised end, granules and powder are fed into the mixer. After crumbling the granules in powder, they are fed into the drying chamber by a microwave field with continuous movement of the fertilizer 6 being processed, while the first flow of hot coolant from the generator 7 is fed into the drying zone. From the exit of the chamber 6, the necessary part of the finished fertilizer enters the abrasion device of the dry fertilizer into powder 8, for example a ball mill. The finished powder is fed to the powder feeder 4.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения (способа) следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в сельском хозяйстве, и может быть использовано при производстве органических удобрений;
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.Thus, the above information indicates the fulfillment when using the claimed invention (method) of the following set of conditions:
- a tool embodying the claimed method in its implementation, is intended for use in industry, namely in agriculture, and can be used in the production of organic fertilizers;
- for the claimed method in the form described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is confirmed.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

A method for the production of dry organic fertilizer from non-laying chicken manure, which consists in exposure to an electromagnetic microwave field in the chamber with continuous mixing of the fertilizer being processed and with its simultaneous blowing with the first stream of hot coolant, characterized in that the moisture content of the initial litter is reduced before dehydration by mechanical dewatering to 50% or less, the resulting raw material is formed into granules, the granules are blown with a second stream of hot coolant, and they are crushed finely ersnym attrited powder of the dry fertilizer.