CZ8534U1 - Kapalné hnojivo na bázi bioprocesních organickýchodpadů - Google Patents

Description

Kapalné hnojivo na bázi bioprocesních organických odpadů

Oblast techniky

Technické řešení se týká kapalného hnojivá na bázi bioprocesních organických odpadů, zejména melasových zbytků z výroby kvasného lihu nebo kyseliny citrónové, a hlízové vody ze zpracování brambor.

Dosavadní stav techniky

Některé odpady z průmyslového zpracování zemědělských produktů lze recyklovat zpět do půdy jako hnojivo. Patří knim zbytky substrátů z průmyslových biotechnologií, jako je výroba kvasného lihu a výroba kyseliny citrónové, používající melasu pro výživu produkčních mikroorganizmů. Tyto odpady jsou v kapalné formě a obsahují celé spektrum minerálních látek, vhodných pro výživu rostlin. Kapalné odpady obdobného složení vznikají také u škrobárenských technologií. Předmětné odpadní produkty jsou v zahuštěné formě, s obsahem sušiny 35 až 65 % hmotn. Obsah spalitelných organických látek v sušině dosahuje až 85 % hmotn. Jedna tuna sušiny kapalných odpadů obsahuje 150 až 250 kg minerálních živin, z toho 40 až 80 kg dusíku a 70 až 170 kg draslíku. Dále, v závislosti na technologickém procesu a výchozí zemědělské surovině, obsahují v sušině až 5 % hmotn. vápníku, 1 % hořčíku a zpravidla všechny mikroživiny jako je železo, zinek, mangan, měď, molybden a bor. Ekologicky závadné látky jsou v těchto produktech obsaženy ve stopových množstvích a zdaleka nedosahují limitních hodnot pro rizikové látky vhnojivech. Kapalné odpady z lihovarské výroby jsou známy jako melasové výpalky a odpady ze škrobárenských výrob jako hlízové vody. Melasové výpalky jako průmyslový odpad lihovarů byly již v minulém století spalovány na výpalkové uhlí, z nějž se vyluhováním a odpařovací krystalizací vyráběla směs krystalických draselných solí, vhodná ke hnojení. Modernější technologie výroby krystalického hnojivá z melasových výpalků vysolováním kyselinou citrónovou a fosforečnou a následné vakuové krystalizace je předmětem US patentu č. 4604125. Společnou nevýhodou uvedených postupů je energeticky a technologicky náročná výroba, zdražující výsledný produkt. Navíc, při výrobě pomocí vysolování, zůstávají jako odpad zbytky organických látek, které je třeba následně likvidovat.

V současné době jsou zahuštěné bioprocesní odpady používány ke hnojení jako pomocná látka, zlepšující parametry půdní úrodnosti, včetně agrochemických vlastností. Nevýhodou tohoto způsobu využití je poměrně velký obsah draslíku vzhledem k obsahu dusíku v odpadech a nízký až prakticky nulový obsah fosforu. Při intenzivním použití těchto substrátů ke hnojení může dojít k výraznému zvýšení hladiny draslíku v půdě, což je nežádoucí. Většímu využití těchto odpadů v zemědělství brání rovněž forma, ve které jsou k dispozici. Jsou to husté nenewtonovské kapaliny, jejichž vlastnosti jsou velmi závislé na teplotě, skladovací době a působení mechanických sil. V užitném vzoru CZ 6905 je popsáno hnojivo, tvořené suchými granulemi, vyrobenými fluidním granulačním sušením husté pasty, vzniklé smísením neústrojných agrochemikálií a kapalného odpadu. Nevýhodou je opět technologicky a energeticky náročná výroba a tudíž drahý výsledný produkt.

Nevýhody přímého použití melasových výpalků jako hnojivá částečně odstraňuje postup podle patentu CZ 278603. Složení melasových výpalků, pokud se týká základních živin, se upravuje přídavkem roztoku amonných solí kyseliny fosforečné nebo dusičnanu amonného nebo síranu amonného. Účinnost tohoto postupu je výrazně omezena nízkou rozpustností fosforečnanů spolu s vysokým stupněm nasycení zahuštěného roztoku organických a anorganických látek, který představují vlastní melasové výpalky. Výsledný obsah agrochemicky účinných látek v takto připravené směsi je potom nízký. Příprava je pracná a vyžaduje značné množství tepla na rozpouštění.

Účelem tohoto technického řešení je hnojivo, kde jsou jednodušeji, lépe a účelněji využity odpady z průmyslového zpracování zemědělských produktů.

- 1 CZ 8534 Ul

Podstata technického řešení

Výše uvedeného účelu je dosaženo kapalným hnojivém na bázi bioprocesních organických odpadů, zejména melasových zbytků z výroby kvasného lihu nebo kyseliny citrónové, a hlízové vody ze zpracování brambor, podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že hnojivo obsahuje 10 až 65 % hmotn. sušiny organických odpadů a až 50 % hmotn. rozpuštěné močoviny a/nebo agrochemikálie s obsahem fosforu, přičemž agrochemikálie je ve formě suspendovaných částic.

Výchozí látka, kapalný organický odpad s obsahem značného množství draslíku, je podle tohoto technického řešení obohacena dusíkem z močoviny a fosforem z agrochemikálií, s výhodou fosforečnanů minerálního původu. Hnojivo představuje koloidní systém, mající při vysokém obsahu sušiny vlastnosti kapaliny. Tato kapalina je stálá i při teplotách hluboko pod 0 °C, je možno ji dlouhodobě skladovat. Hnojivo je velmi snadno aplikovatelné běžnými prostředky zemědělské techniky. Výhodná je aplikace pomocí postřiku ve formě jemného rozprachu, zaručující rovnoměrné hnojení půdní plochy.

Předmětné kapalné hnojivo má z hlediska agrochemické účinnosti podstatně lepší vlastnosti než původní komponenty. Obsah organické složky působí příznivě na biosorpci živin z agrochemikálií, které představují podstatnou část sušiny hnojivá. Organické vazby živin hnojivá ovlivňují příznivě výnos i kvalitu zemědělských plodin a zlepšují kvalitu půdy, ustavení biologické rovnováhy a regeneraci organických substancí v půdě. Testy agrochemické účinnosti kapalného hnojivá podle tohoto užitného vzoru vykázaly třinácti až dvaadvaceti procentní zvýšení výnosů testovaných plodin ve srovnání se standardním hnojením běžnými průmyslovými hnojivý typu NPK. Při použití předmětného kapalného hnojivá dochází ke snížení obsahu rizikových prvků v půdě i plodinách, zvýšení obsahu makroživin v půdě a zvýšení obsahu makroživin v sušině pěstovaných plodin.

Příklady provedení

Předmětné technické řešení je dále popsáno pomocí příkladů jeho praktického uplatnění.

Příklad 1

Rozpouštěním a homogenizací močoviny v kapalném organickém odpadu bylo připraveno hnojivo obsahující 36% hmotn. sušiny organických odpadů a 16% hmotn. močoviny. Obsah základních živin v takto připraveném hnojivu byl 10% hmotn. dusíku a5% hmotn. oxidu draselného.

Příklad 2

Smísením a homogenizací malých částic fosforečnanů amonných s kapalným organickým odpadem bylo připraveno hnojivo obsahující 40 % hmotn. sušiny organických odpadů a 17 % hmotn. fosforečnanů. Obsah základních živin v takto připraveném hnojivu byl 5% hmotn. dusíku, 9 % hmotn. oxidu fosforečného a 5 % hmotn. oxidu draselného.

Příklad 3

Rozpouštěním a homogenizací močoviny v kapalném organickém odpadu s přídavkem malých částic fosforečnanů amonných, bylo připraveno hnojivo obsahující 35 % hmotn. sušiny organických odpadů a 20% hmotn. močoviny a 10% hmotn. fosforečnanu. Obsah základních živin v takto připraveném hnojivu byl 12% hmotn. dusíku, 5% hmotn. oxidu fosforečného a 4 % hmotn. oxidu draselného.

-2CZ 8534 Ul

Průmyslová využitelnost

Kapalné hnojivo podle tohoto užitného vzoru je možno používat k výživě polních rostlin, zeleniny, ovocných stromů a vinné révy a to jak v zemědělské výrobě, tak u drobných pěstitelů a zahrádkářů. Hnojivo je také vhodné k rozkladům organických hmot, jako jsou sláma, komposty, dřevní a komunální odpad.

Claims (2)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Kapalné hnojivo na bázi bioprocesních organických odpadů, zejména melasových zbytků z výroby kvasného lihu nebo kyseliny citrónové, a hlízové vody ze zpracování brambor, vyznačující se tím, že obsahuje 10 až 65 % hmotn. sušiny organických odpadů a až ío 50 % hmotn. rozpuštěné močoviny a/nebo agrochemikálie s obsahem fosforu, přičemž agrochemikálie je ve formě suspendovaných částic.
2. 2, Kapalné hnojivo podle nároku 1, vyznačující se tím, že fosfor je v agrochemikálii obsažen ve formě fosforečnanů minerálního původu.