SK279605B6 - Spôsob výroby tepelne spracovaného hnojivového mat - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu výroby tepelne spracovaného prírodného hnoja alebo hnojivom obohateného substrátového materiálu, určeného na priame použitie a zariadenia na vykonávanie tohto spôsobu. Výhodný substrát je na báze tzv. kokosového prachu alebo kokosovej vlákniny, ktoré sú odpadovým produktom pri výrobe kokosových vláken, vynález nie je však na tento materiál obmedzený a môže sa použiť na rašelinu alebo na iné biologické substráty, ako tiež na prírodný hnoj, napríklad na trus hydiny.

Doterajší stav techniku

Prírodné substrátové materiály obsahujú spravidla značné množstvo semien burinových rastlín a hmyzích vajíčok, čo je nežiaduce pri väčšine využití takých substrátov a môžu obsahovať tiež nežiaduce baktérie a huby. Preto sa odporúča také substráty tepelne spracovávať pred ich dodávaním užívateľom, ktorými sú hlavne škôlky. Podobné nedostatky tiež často má prírodný hnoj.

Až dosiaľ používané tepelné spracovanie takých materiálov je pomerne drahé a nie je dostatočne účinné a preto také spôsoby všeobecne neprekonali skúšobné štádium. Okrem toho je použitie pasterizovaných substrátov spojené s početnými problémami, substráty sú často napadnuté nežiaducimi mikroorganizmami, pričom ani experimentálne použitie neviedlo k hodnotným alebo spoľahlivým výsledkom.

Úlohou vynálezu je preto vyvinúť spôsob, ktorý je možné uskutočňovať účinne a lacnejšie v priemyselnom meradle.

Na priemyselné tepelné spracovanie je dobre známa cementárska rotačná pec s otáčajúcim sa perforovaným bubnom, do ktorého sa teplo zavádza z vonkajšieho plášťa pece, a ktoré sa môže využiť na realizáciu spôsobu podľa vynálezu. Iba je nutné venovať pozornosť tomu, aby odvádzaný materiál prechádzal tepelne izolovanou zónou, takže sa môže účinný čas tepelného spracovania predĺžiť.

Podstata vynálezu

Spôsob výroby tepelne spracovaného hnojivového materiálu alebo hnojivom obohateného substrátu, pri ktorom sa prírodné hnojivo alebo substrátový materiál ako rašelina vedú vykurovanou pecou a pridávajú sa doňho hnojivá alebo iné prísady, spočíva podľa vynálezu v tom, že sa materiál, odvádzaný z pece vedie tepelne izolovanou zónou a potom väčšou rýchlosťou a pri nižšej hustote chladiacou zónou, kde sa ochladzuje prefukovaným vzduchom a potom sa vedie primiešavacou zónou, kde sa kontinuálne pridávajú prísady a následne sa balí a opúšťa spracovávacie zóny, pričom sa spracovávaný materiál stále chráni pred pôsobením okolitého ovzdušia.

Spracovávaný materiál sa teda po tepelnom spracovaní ochladzuje v uzatvorenej zóne a v prípade substrátu sa doňho pridávajú hnojivá a mikrobiálne látky a nakoniec sa zavádza do dávkovacej, výhodne do vreckovacej zóny, pričom je stále chránený pred pôsobením ovzdušia.

Spôsobom podľa vynálezu sa dosahuje vysoké využitie zavádzaného tepla a ochrana spracovávaného materiálu pred pôsobením ovzdušia. Je nežiaduce plniť materiál horúci, pretože sa určité hnojivá môžu teplom poškodiť. Na dopravu sa používa pomerne krátky dopravník, takže materiál samovoľne pri takej doprave nevychladne. Pri spôsobe používané chladenie sa však môže robiť jednoducho prefukovaním vzduchom, ktorý sa môže len mierne filtrovať.

Na dobrý a homogénny výsledok je ďalej dôležité, aby bol materiál transportovaný dobre riadeným spôsobom zónou pece, pričom sa používa špeciálne konštruovaný systém, ktorý to zaručuje.

Zistilo sa, že štruktúra alebo textúra rašelinového materiálu týmto spôsobom spracovaného sa vysoko zlepší pre rastové procesy, pričom sa štruktúra mení v smere k drobivej šiemu materiálu, ktorý je vysoko výhodný pre rastliny, napríklad má výrazne znížený sklon k zrúcaniu štruktúry. Vytváranie drobivej štruktúry je podporované zadržovaním prakticky všetkej vlhkosti alebo pary v peci, vyvinutej pri tepelnom spracovaní materiálu, čo tiež veľmi účinne podporuje pasterizáciu. Aspoň pokiaľ ide o rašelinu, nie je žiaduce materiál vysúšať, takže môže opúšťať pec s rovnakým obsahom vlhkosti, s ktorým sa do nej zaviedol.

Zistilo sa, že rastliny rastú a oveľa lepšie sa vyvíjajú v tomto novom materiáli, pričom sa nameral značný pokles hodnoty vodivosti, čo je pre pracovníkov v odbore významné.

Rašelinový surový materiál je vždy dostupný, dodáva sa však z rôznych oblastí, čím sa jeho kvalita a mikrobiálne vlastnosti značne menia. Pre užívateľov sa nemôže zaistiť nezmenená kvalita pre každú novú dodávku; tiež z tohto dôvodu sa rašelinový materiál nepoužíva v takom meradle, v akom by to bolo potrebné vzhľadom na jeho pomerne nízku cenu a dobrú kvalitu. Ale spracovaním podľa vynálezu sa kvalita rašeliny zvýši na takmer stálu akosť pre rôzne typy materiálu, pričom sa spracovanie môže vykonávať kontinuálne a užívateľ sa môže spoľahnúť na prakticky stálu vysokú kvalitu produktu vo všetkých obdobiach.

Veľmi dôležitým hľadiskom spôsobu podľa vynálezu je, že sa kvalita produktu ďalej zvyšuje riadeným zavádzaním určitých druhov húb a baktérií, ktoré chránia substrát pred prenikaním vonkajších nebezpečných biologických látok pri použití a ktoré zaisťujú perfektný rast rastlín. Niektoré také užitočné druhy už boli nájdené, takže sú dostatočné na veľkoprevádzkové použitie, s cieľom ďalej zdokonaliť produkt zostáva však ešte urobiť veľa výskumov, napríklad selektívnej úpravy rašeliny pre rôzne rastliny.

Vynález predstavuje teda tiež základné podmienky pre tento ďalší významný výskum, pretože výskumné laboratórne podmienky nie sú reprezentatívne pre skutočnú prax.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bližšie objasňujú nasledujúce výkresy, pričom na obr. 1 je perspektívny pohľad na zariadenie podľa vynálezu ako celok, na obr. 2 je rez rotačnou pecou a na obr. 3 je rez napojenou upravovacou jednotkou a príkladové rozpracovanie vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Zariadenie podľa obr. 1 zahŕňa ako hlavné časti silo 2 na príjem prírodného substrátového materiálu, dopravník 4 na vedenie materiálu do komory 6, nasledujúcu pasterizačnú pec 8, ktorej výstup je spojený s upravovacou stanicou 10, z ktorej sa materiál vedie do stanice 12 na premiešavame hnojiva; dopravník 14 vedie materiál do dávkovacej stanice 16, z ktorej sa materiál odvádza napríklad balený do vreciek.

Silo 2 zahŕňa dve silá 20, z ktorých každé má (naľavo) otvorený prijímací koniec na substrát a je opatrené nezná zomeným dnom, pričom doska dna môže pôsobiť ako dopredu sa pohybujúci dopravníkový pás na vedenie k protiľahlým, uzatvoreným koncom príslušného sila, kde vedie priečny dopravník 4 materiál do pasterizačnej pece 8. Na výstupnom konci síl 20 sú priečne vyškrabávacie rotory 22, ktoré uvoľňujú dodávaný materiál, takže spadá na dopravník 4. Tlačenie materiálu dopredu v obidvoch znázornených silách je striedavé takým spôsobom, že sa jedna silová sekcia vyprázdňuje, zatiaľ čo druhá je mimo prevádzky, to znamená, že je k dispozícii iba na prijímanie materiálu na svojom otvorenom konci, znázornenom na ľavej strane, takže sa jedna sekcia sila napĺňa, zatiaľ čo obsah druhej sekcie sila sa vyprázdňuje.

V komore 6, ako je to znázornené na obr. 2, je detektor 24 hladiny, ktorý riadi hladinu v komore 6 a zastavuje dopravník 4 na čas, keď je komora 6 preplnená vzhľadom na stanovenú úroveň. Zo spodného konca komory 6 sa materiál kontinuálne zavádza do rotačnej pasterizačnej pece 8 s perforovaným bubnom 28; spodný koniec komory 6 je opatrený poháňaným špirálovým dopravníkom 26 spojeným so zavádzacím koncom valcovej pasterizačnej pece 8. Detektor 24 hladiny a špirálový dopravník 26 vytvárajú materiálovú zátku na vstupe do valcovej pasterizačnej pece 8 a tak predchádzajú spätnému toku plynov v systému.

Valcová pasterizačná pec 8 je opatrená perforovaným bubnom 28, ktorý je podpieraný neznázomenými prostriedkami otáčateľnými spôsobom a ktorý je opatrený osovo zasahujúcimi vnútri vyčnievajúcimi krídlovými dielami 30, ktoré pri rotácii perforovaného bubna 28 miešajú materiál, ktorý postupuje dopredu pecou k jej výstupu. Na dne pasterizačnej pece 8 sú početné plynové alebo olejové horáky 32, z ktorých prúdi teplo do priestoru medzi vonkajškom pecového perforovaného bubna 28 a obklopujúcim izolačným plášťom 34, takže teplo vniká do perforovaného bubna 28, pričom uprostred pasterizačnej pece je horný výpust 36 na odvádzanie spalinového plynu a vodnej pary. Značné množstvo vodnej pary' sa uvoľňuje nielen zo spaľovania, ale najmä z obsiahnutej vody zo spracovávaného hnoja alebo zo substrátového materiálu, ktoré spravidla spočiatku obsahujú približne hmotnostné 20 % vody alebo približne 14 kg vody na m³. Výhodne je odvádzanie pary dimenzované tak, aby bolo možné odvádzať 450 kg vody za hodinu.

Ale v prípade určitých materiálov nie je žiaduce materiál vysúšať, pretože by to mohlo narušiť hrudkovitosť materiálu, a preto sa odvádzanie pary viac alebo menej uzatvára. Potom plyn alebo para nemôžu voľne unikať na koncoch pasterizačnej pece 8; v priebehu operácie sa dosahuje rovnováha medzi parou uvoľňovanou a readsorbovaným materiálom.

Na výstupnom konci pasterizačnej pece 8 sa materiál vypúšťa do upravovacej stanice 10, pričom spadá do prvej sekcie 38, ktorá zahŕňa smerom hore sklonený dopravníkový pás 40 a je uzatvorená a tepelne izolovaná. V tejto sekcii sa materiál vedie pomerne pomaly a v hustej vrstve na dopravníkovom páse 40, to znamená, že sa vo veľkej miere udržiava na teplote, na ktorú bol zahriaty v pasterizačnej peci 8, čím sa tepelné spracovanie predlžuje bez prídavnej spotreby energie. Teplota však klesá na neúčinnú hodnotu a materiál sa potom na hornom konci dopravníkového pásu 40 vedie zúženou štrbinou v strope prvej sekcie 38 a spadá dolu do chladiacej jednotky 42, v ktorej materiál spadá na väčší valec 44 a z neho je vedený na dopravník 46, ktorý sa pohybuje pomerne rýchlo, takže sa na ňom materiál ukladá v tenkej vrstve, dopravník je prestupovaný chladiacim vzduchom so spodným dúchadlom 48. Týmto spôsobom je možné dosiahnuť rýchle ochladenie materiálu, ktorý je do pravníkom 46 dopravovaný do stanice 12, v ktorej je naprieč umiestnený okrídlený rotor 50, ktorý prijíma substrát na jednej strane, zatiaľ čo na opačnej strane prijíma hnojivo alebo zmes látok z jednotky 52 pre také prísady. Rotor 50 spôsobuje intenzívne premiešanie substrátu a prísad a vedie materiál na smerom hore naklonený dopravník 14.

Je snaha, aby bol materiál z pasterizačnej pece 8 odvádzaný s teplotou nie pod 90 °C, výhodne je na výstupnom konci z pasterizačnej pece 8 teplotný snímač, ktoré pri zistení nižšej teploty ovláda hnacie prostriedky na otáčanie pecového perforovaného bubna 28 tak, že sa rýchlosť bubna zníži na dosiahnutie vyššej teploty.

Dávkovacia stanica 16, ktorou je výhodne vreckovacia stanica, nie je bližšie opisovaná, len sa pripomína, že optimálne to má byť uzatvorená jednotka, ktorá prijíma upravený hnoj alebo substrátovú zmes z uzatvoreného dopravníka 14 takým spôsobom, že sa zmes môže plniť do vreciek 54, bez toho, aby mohla po tepelnej úprave prijímať semená alebo iné vonkajšie znečistenia.

Je výhodné, aby bol postup materiálu zariadením riadený takým spôsobom, aby materiál na konci pasterizačnej pece dosahoval teplotu tesne pod 100 °C, výhodne teplotu 90 až 100 °C, pretože celková účinnosť tepelného spracovania vyžaduje aspoň 80 °C, pričom prehrievanie na teplotu nad 100 °C by viedlo k zbytočnej spotrebe energie a k možnému poškodeniu spracovávaného materiálu. Použitie uvedeného detektora 24 hladiny dobre riadi prietok pecou a okrem toho sa prietok pecou môže meniť rôznym spôsobom, vrátane všeobecného nastavenia väčšieho alebo menšieho sklonu pece.

I keď je spôsob opísaný pre prípad určitého substrátového materiálu, môže sa použiť na spracovanie hnoja alebo iného materiálu, pričom sa môže obohacovať prídavnou prísadou hnojív.

Ako je to uvedené, je vysoko výhodné alebo dokonca nutné, pridávať určitý druh húb alebo baktérií, ktoré sa výhodne pridávajú v stanici 12. Je tiež veľmi dôležité obohacovať pasterizovaný materiál takými druhmi, ktoré ho chránia pri neskoršom napádaní škodlivými kultúrami, pričom je všeobecne výhodné používať huby druhu Trichoderma harzium, Pythion oligandrun a Gliocladium virens. Vhodné sú tiež niektoré druhy baktérií, napríklad Bacillus streptomyces, ktoré sú známe ako prírodné antibiotiká. Ďalšie rozvinutie vynálezu je predmetom vedeckého a praktického výskumu.

Priemyselná využiteľnosť

Spôsob pasterizácie rastových substrátov a hnoja, napríklad rašeliny za dosahovania spoľahlivo stálej kvality produktu vo všetkých obdobiach.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob výroby tepelne spracovaného hnojivového materiálu alebo hnojivom obohateného substrátu, pri ktorom sa prírodné hnojivo alebo substrátový materiál, ako rašelina, vedú vykurovanou pecou a výhodne sa potom doňho pridávajú hnojivá alebo iné prísady, vyznačujúci sa tým, že sa materiál, odvádzaný z pece, vedie tepelne izolovanou zónou a potom väčšou rýchlosťou a pri nižšej hustote chladiacou zónou, kde sa ochladzuje prefukovaným vzduchom a potom sa vedie primiešavacou zónou, kde sa kontinuálne pridávajú prísady a následne sa balí a opúšťa spracovávacie zóny, pričom spracovávaný

   SK 279605 Β6 materiál je stále chránený pred pôsobením okolitého ovzdušia.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa zahrievaním vykonáva pasterizácia materiálu.
3. 3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že sa zahrievanie vykonáva v prostredí nasýtenom parou.
4. 4. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa po ochladení do spracovávaného materiálu pridávajú huby a baktérie, najmä baktérie, pôsobiace ako prírodné antibiotikum.
5. 5. Zariadenie majúce pasterizačnú pec a prostriedky na premiešavame postupujúceho materiálu na realizáciu spôsobu podľa nároku 1 až 4, vyznačujúce sa tým, že výstupný koniec pasterizačnej pece (8) je spojený s uzatvorenou a tepelne izolovanou upravovacou stanicou (10), ktorá je spojená s chladiacou jednotkou (42), spojenou so stanicou (12) na kontinuálne primiešavanie prísad do spracovávaného materiálu, ktorá je spojená prostredníctvom dopravníka (14) s dávkovacou stanicou (16).
6. 6. Zariadenie podľa nároku 6, vyznačujúce sa tým, že pasterizačná pec (8) je spojená s prostriedkami riadiacimi prietok materiálu, ktorými sú detektor (24) hladiny a teplotný snímač na výstupnom konci pasterizačnej pece (8).