EA029332B1 - Переработка органических отходов - Google Patents

Abstract

Изобретение предлагает способы переработки органических отходов, в частности оно предлагает способ, позволяющий изготавливать из органических отходов удобрение, в частности медленнодействующее удобрение. Настоящее изобретение также предлагает удобрения, изготовленные способом согласно настоящему изобретению, в частности медленнодействующее удобрение. Способ переработки органических отходов для изготовления медленнодействующего удобрения может включать по меньшей мере одну стадию гидролиза для изготовления гидролизованных органических отходов и стадию затвердевания для изготовления медленнодействующего удобрения.

Description

Настоящее изобретение также предлагает удобрения, изготовленные способом согласно настоящему изобретению, в частности медленнодействующее удобрение. Способ переработки органических отходов для изготовления медленнодействующего удобрения может включать по меньшей мере одну стадию гидролиза для изготовления гидролизованных органических отходов и стадию затвердевания для изготовления медленнодействующего удобрения.

029332

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение предлагает способы переработки органических отходов, в частности оно предлагает способ, позволяющий изготавливать из органических отходов удобрение, в частности медленнодействующее удобрение. Настоящее изобретение также предлагает удобрения, изготовленные способом согласно настоящему изобретению, в частности медленнодействующее удобрение.

Уровень техники, к которой относится изобретение

Органические отходы могут представлять собой побочные продукты животноводства, растительные отходы, пищевые отходы или их смесь.

В процессе обработки животных для производства мяса или других целей относительно большая масса животного удаляется, отбрасывается и не продается конечному потребителю. Эти отброшенные побочные продукты включают побочные продукты животноводства, например, такие как кости, кровь, содержимое пищеварительного тракта, шерсть, мех и перья. Побочные продукты животноводства также включают отходы животноводства, такие как куриный помет, коровий, свиной или конский навоз. Растительные отходы могут представлять собой кухонные отходы, подстилки животных, отходы обработки фруктов или овощей, например, кожура плодов, отходы сахарного тростника. Они составляют значительные потерянные ресурсы, которые можно было бы направлять на полезные цели. Кроме того, возникают затраты, связанные с хранением и утилизацией таких побочных продуктов в качестве отходов.

Известны разнообразные способы переработки органических отходов. Известно применение сжигания и компостирования для переработки отходов в пригодную для использования форму или производства энергии из отходов.

Органические отходы содержат ценные питательные вещества, и существует потребность в способах переработки органических отходов для производства полезных продуктов. Требуются также благоприятные для окружающей среды альтернативы традиционным удобрениям для культурных растений.

Медленнодействующие удобрения, которые обеспечивают регулируемое высвобождение питательных веществ, являются особенно ценными, потому что они снабжают растения питательными веществами в течение некоторого периода времени, составляющего, например, несколько месяцев. Это означает, что уменьшается опасность отравления растений и вымывания удобрений из почвы прежде чем они будут получены растениями. Медленнодействующие удобрения могут обеспечивать устойчивое снабжение питательными веществами в течение более продолжительного периода вегетационного сезона по сравнению с удобрениями, которые легко растворяются и быстро высвобождают питательные вещества.

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ утилизации органических отходов и способ переработки органических отходов для изготовления медленнодействующего удобрения.

Настоящее изобретение предлагает способ переработки органических отходов, включающий стадию смешивания органических отходов с гидролизующей композицией.

Способ переработки органических отходов может представлять собой способ изготовления медленнодействующего удобрения.

Данный способ можно осуществлять в подходящем устройстве, включающем один или несколько резервуаров. Один или несколько резервуаров можно оборудовать механизмом для подъема смеси в центральной области резервуара посредством подъемного механизма, который препятствует движению вниз смеси в наружной области резервуара посредством теплообменного элемента и передачи тепла в объеме смеси с использованием теплообменного элемента. Резервуары можно также оборудовать нагревательным механизмом для нагревания содержимого резервуара.

Теплообменный элемент может свободно вращаться в резервуаре и может иметь передний конец и задний конец. Передний конец может находиться ниже заднего конца таким образом, что вращение теплообменного элемента производит подъемную силу, действующую на побочный продукт, что может использоваться для предотвращения его движения вниз.

Теплообменный элемент может быть изготовлен из металлической полосы. Теплообменный элемент может быть частично спиральным.

Подъемный механизм может включать спиральный подъемный элемент, способный вращаться и поднимать побочный продукт. Подъемный механизм и теплообменный элемент могут быть установлены на общее устройство, которое может включать очищающее приспособление, например, один или несколько скребков, предназначенных для очистки внутренней поверхности стенки резервуара или для отделения побочного продукта или другого содержимого резервуара от боковой стенки. Очищающее приспособление может быть установлено на общее вращающееся опорное приспособление для вращения с теплообменным элементом.

Стенка резервуара может представлять собой цилиндр, имеющий, например, центральную ось, которая является вертикальной. Резервуар может дополнительно включать нагревательное приспособление, предназначенное для нагревания побочного продукта в резервуаре.

Устройство может дополнительно включать резервуар для последующей обработки, также включающий стенку резервуара; подъемный механизм, который может располагаться в центральной области резервуара, предназначенный для подъема побочного продукта внутри резервуара; металлический теп- 1 029332

лообменный элемент, который может проходить вокруг подъемного механизма и может находиться в наружной области резервуара, причем теплообменный элемент необязательно может вращаться вокруг наружной области резервуара, предотвращая движение вниз побочного продукта в наружной области резервуара и рассеивая тепло в объеме побочного продукта в наружной области резервуара.

Резервуар или один из резервуаров может иметь впуск, присоединенный к источнику воды. Резервуар или один из резервуаров может иметь впуск, присоединенный к источнику пара. Резервуар или один из резервуаров может иметь впускное приспособление, присоединенное к источнику кислоты и пероксида водорода.

Способ может дополнительно включать нагревание смеси в резервуаре.

Способ можно осуществлять в установке согласно настоящему изобретению.

Настоящее изобретение можно осуществлять в устройстве для переработки органических отходов, причем данное устройство включает нагревательный резервуар, имеющий впуск продукта, предназначенный для приема побочного продукта, впуск воды, предназначенный для приема воды, и паровой впуск, предназначенный для приема пара, а также нагревательное приспособление, предназначенное для нагревания первого

нагревательного резервуара, сепаратор, предназначенный для приема содержимого первого нагревательного резервуара и его разделения на первый и второй компоненты, и подкислительный резервуар, имеющий впуск продукта, предназначенный для приема твердого компонента, и впускающее кислоту приспособление, предназначенное для приема кислота. Впускающее кислоту приспособление может также предназначаться для приема пероксида водорода.

Предпочтительно устройство дополнительно включает приспособление для введения известковой смеси в подкисленный побочный продукт.

Предпочтительно устройство дополнительно включает приспособление для введения солей магния в подкисленный побочный продукт.

Устройство может включать сушилку, предназначенную для приема и сушки подкисленного побочного продукта.

Измельчающее побочный продукт устройство может предназначаться для повторного измельчения побочного продукта на частицы мельче заданного размера.

Измельчающее устройство может включать дробилку, предназначенную для дробления органических отходов на частицы мельче заданного размера.

Измельчающее устройство может включать множество дробилок, установленных последовательно и предназначенных для последовательного дробления необработанных органических отходов на мелкие частицы.

Предпочтительно измельчающее устройство предназначается для получения частиц мельче 40 мм.

Металлоискатель может устанавливаться на впуске и предназначаться для обнаружения любого металла, содержащегося в необработанных органических отходах, и подачи соответствующего сигнала, что используется для предотвращения попадания необработанных органических отходов в измельчающее побочный продукт устройство в случае обнаружения содержащегося металла.

Предпочтительно устройство дополнительно включает предварительный нагревательный резервуар, предназначенный для предварительного нагревания измельченного побочного продукта и введения измельченного побочного продукта в нагревательный резервуар.

Устройство можно дополнительно включать источник, по меньшей мере, одной добавки и приспособление для введения добавки в дополнительно нагретый побочный продукт в целях изменения свойств дополнительно нагретого побочного продукта.

Устройство может включать таблеточный пресс или гранулятор, предназначенный для приема высушенного побочного продукта и прессования или гранулирования высушенного побочного продукта в таблетки или гранулы.

Устройство можно дополнительно включать упаковочный блок или пакетонаполнитель, предназначенный для приема таблеток или гранул и их упаковки или помещения в пакеты.

Способ может включать стадию измельчения органических отходов, например, посредством дробления, помола или резания твердых отходов для получения частиц подходящего размера. Частицы подходящего размера могут представлять собой частицы мельче 200 мм, мельче 150 мм, мельче 100 мм, мельче 50 мм или мельче 20 мм.

Воду можно добавлять в органические отходы до или после измельчения органические отходы.

Способ может включать стадию нагревания. Органические отходы можно нагревать, например, при температуре от 70 до 200°С. Органические отходы можно нагревать в течение от 10 до 60 мин. Органические отходы можно нагревать в течение 20 мин при 135°С и давлении 3 бар (0,3 МПа) для обеспечения микробиологической безопасности. Органические отходы можно нагревать в течение времени и/или при температуре, которые установлены законодательством в отношении утилизации органических отходов или отходов животноводства и/или микробиологической безопасности. Органические отходы можно нагревать посредством введения пара в органические отходы, например, пар можно вводить в резервуар,

- 2 029332

обозначенный номером (18) или (20) на фиг. 1. Органические отходы можно нагревать при давлении, превышающем атмосферное давление, например, в герметичном резервуаре, обозначенном номером (20) на фиг. 1. Органические отходы можно нагревать, используя нагревательный резервуар, в котором содержатся органические отходы. Органические отходы могут нагреваться посредством экзотермической реакции, когда гидролизующая композиция добавляется в органические отходы, например, в резервуаре, обозначенном номером (22) на фиг. 1. Способ может включать один или более, два или более, три или более, четыре или более или пять или более стадий нагревания. Каждая стадия нагревания может осуществляться в отдельном резервуаре, например, стадия нагревания может осуществляться в каждом из резервуаров (18), (19) и (20), представленных на фиг. 1. Способ может включать две или более стадии нагревания, осуществляемые при различных температурах или давлениях. Стадии нагревания можно использовать, чтобы удалять желатин и жир; разлагать органические отходы и/или производить микробиологически безопасный продукт из органических отходов.

Стадия нагревания может представлять собой независимую стадию в способе переработки органических отходов, которая осуществляется в иное время по отношению к другим стадиям. Стадия нагревания можно осуществляться одновременно с другой стадией данного способа, например, со стадией гидролиза. Объединение органических отходов с гидролизующей композицией может вызывать экзотермическую реакцию, которая нагревает органические отходы. В течение стадии нагревания органические отходы можно нагревать, используя в сочетании различные способы нагревания.

В течение разложения кислотой и пероксидом при высокой температуре/высоком давлении и/или в процессе варки можно добавлять металлосодержащий катализатор. Металлосодержащий катализатор может представлять собой любой подходящий металл или соединение металла, с помощью которого можно увеличивать скорость реакции в отношении разложения белкового материала, такого как гидроксипролин в коллагене, на аминокислоты, составляющие его структуру. Высвобождающиеся при этом атомы азота из пептидных связей высвобождаются в форме ионов аммония. В частности, эти катализаторы могут оказаться весьма пригодными для использования в растворении костей на стадии кислотнопероксидной варки. Катализаторы могут содержать медь или соединения меди, в частности, сульфат меди(П) или оксид меди(П), селен или соединения селена, титан и/или соединения титана, в частности, диоксид титан в форме порошка или нанопорошка. Некоторые катализаторы, такие как селен и медь, дополнительно обогащают микроэлементный состав удобрения как конечного продукта. Катализатор можно добавлять в очень малых количествах; например, масса катализатора может составлять от 0,1 до 0,01% по отношению к массе не подвергнутых варке органических отходов, например костной пасты.

Способ может включать стадию стока жидкости из органических отходов. Стадия стока жидкости из органических отходов может осуществляться после стадии нагревания. Жидкость может отделяться от смеси. Жидкость может содержать жир и/или желатин, которые можно разделять и обрабатывать отдельно.

Способ может включать одну или несколько стадий гидролиза, где с органическими отходами объединяется гидролизующая композиция. Эту гидролизующую композицию могут составлять, например

сочетание кислоты и пероксида водорода; их можно добавлять в органические отходы совместно или последовательно; например, добавляются 50-100% (например, 95%) серная кислота Н₂§0₄ и после нее или в смеси с ней 5-100% (например, 30 об.%) пероксид водорода Н₂О₂ при соотношении раствора серной кислоты и пероксида водорода от 1:1 до 1:10, или азотная кислота, например, 37% азотная кислота (70%; плотность 1,42) и после нее или в смеси с ней 7% пероксид водорода (35 мас.%);

сочетание основания и пероксида водорода; их можно добавлять в органические отходы совместно или последовательно; например, добавляются гидроксид аммония ΝΗ₄ΟΗ и 30% пероксид водорода Н2О2;

основание, например гидроксид калия КОН или гидроксид натрия ΝαΟΗ; или кислота, например, фосфорная кислота Н₃РО₄; или

хлористо-водородная кислота НС1, азотная кислота ΗΝΟ₃, серная кислота Н₂§0₄.

Способ может включать одну стадию гидролиза, две стадии гидролиза или три стадии гидролиза. Стадии гидролиза могут осуществляться последовательно. Например, способ может включать стадию кислотного гидролиза и стадия основного гидролиза осуществляемый последовательно. Способ может включать стадию кислотного или основного гидролиза и стадию гидролиза, где используются кислота или основание и пероксид водорода.

Стадия гидролиза может представлять собой экзотермическую реакцию, которая может вызывать нагревание смеси органических отходов. В течение данной стадии тепло можно отводить из смеси органических отходов, чтобы поддерживать смесь в подходящих температурных пределах.

Если стадия гидролиза является экзотермической, она может производить тепло для стадии нагревания.

Одну или несколько стадий гидролиза можно осуществлять в резервуаре, например, обозначенном номером (22) на фиг. 1.

После одной или нескольких стадий гидролиза гидролизованные органические отходы могут превращаться в подкисленные гидролизованные органические отходы.

- 3 029332

Способ может включать стадию стока жидкости из органических отходов. Стадия стока жидкости из органических отходов можно осуществляться после стадии гидролиза. Жидкость можно отделять от смеси. Жидкость может содержать жир и/или желатин и/или другие компоненты, которые можно отделять друг от друга и обрабатывать раздельно.

Способ может включать стадию подкисления, где в гидролизованные органические отходы добавляется дополнительная кислота для установления кислотного уровня рН органических отходов ниже 7. Кислота, например, фосфорная кислота, азотная кислота, или серная кислота может добавляться, если смесь органических отходов не является кислой после стадии гидролиза, или если смесь органических отходов не является достаточно кислой после стадии гидролиза. Гидролизованные органические отходы можно подкислять до уровня рН от -2 до 7, от 1 до 7, от 2 до 6, от 3 до 6 или от 4 до 5. Добавляемое количество кислоты или основания может быть достаточным для установления слабокислого уровня рН смеси органических отходов, например, от 6,5 до 4.

Одну или несколько стадий подкисления или нейтрализации можно осуществлять в резервуаре, например, обозначенном номером (22) на фиг. 1.

Способ может дополнительно включать стадию добавления питательных веществ или минеральных веществ, например, солей магния в смесь органических отходов. Преимущество этого заключается в том, что дополнительные питательные вещества, которые требуются в удобрении, можно добавлять в перерабатываемые органические отходы таким образом, чтобы они создавали в удобрении подходящий баланс питательных веществ. Питательные вещества или минеральные вещества можно выбирать так, чтобы дополнять известные компоненты органических отходов и вводить питательные вещества или минеральные вещества, содержание которых в органических отходах является недостаточным, насколько это известно.

Питательные вещества или минеральные вещества можно выбирать так, чтобы устранять недостаток в той области, где предполагается использовать переработанные органические отходы в качестве удобрения.

Способ может дополнительно включать стадию добавления аммиака и/или других основных или карбонатных материалов для увеличения содержания азота или других минеральных веществ в органических отходах таким образом, что конечное удобрение имеет повышенное содержание азота или других минеральных веществ. Например, аммиак и/или другие минеральные вещества можно добавлять в органические отходы в любой точке процесса, чтобы удобрение как конечный продукт имело повышенное содержание азота, содержание фосфатов или содержание калия. Аммиак и/или другие минеральные вещества можно добавлять в органические отходы в любой точке процесса, чтобы удобрение как конечный продукт имело определенный баланс содержания азота, фосфатов и калия (ΝΡΚ), который является подходящим для конкретного типа почвы и/или типа культурных растений.

Способ может включать стадию высушивания нейтрализованной смеси органических отходов. Это можно осуществлять посредством сочетания нагревания и дополнительной дегидратации смеси для гранулирования с последующим дополнительным нагреванием на технологической стадии высушивания гранул. Подкисленную смесь органических отходов можно высушивать до влагосодержания на уровне от 10 до 12%.

Способ может включать стадию затвердевания смеси органических отходов посредством объединения подкисленных гидролизованных органических отходов с затвердевающей смесью или известковой смесью. Она может представлять собой любую комбинацию или композицию, из которой можно получить известковый раствор.

Способ может включать стадию повторного измельчения для дополнительного измельчения смеси органических отходов на частицы мельче заданного размера. Стадия повторного измельчения может включать, например, дробление, резание или помол продукта. Продукт можно повторно измельчать на частицы мельче 40 мм.

Способ может дополнительно включать введение, по меньшей мере, одной добавки для изменения свойств смеси органических отходов. Например, можно добавлять неприятный на вкус ингредиент, чтобы удерживать животных от поедания удобрения.

Способ может включать стадию таблетирования или гранулирования смеси органических отходов после стадии затвердевания.

Гранулированные удобрения можно обрабатывать, используя гидрофильные препятствующие образованию комков вещества, такие как каолин, посредством покрытия поверхности гранул или введения в качестве компонента смеси для гранулирования; и или добавки на парафиновой основе, которые можно распылять на горячие гранулы.

Способ может дополнительно включать стадию упаковки, на которой упаковываются таблетки или гранулы.

Органические отходы могут представлять собой, например, отходы от скотобоен, отходы от переработки или упаковки мяса, туши павших животных, скелеты животных, пищевые отходы, экскременты животных, например, коровья навозная жижа, свиной или коровий навоз, птичий помет, подстилки животных, отходы пищевой промышленности, кровь в качестве отходов от скотобоен. Органические отхо- 4 029332

ды могут представлять собой отходы животноводства, растительные отходы или смешанные отходы животного и растительного происхождения.

Способ переработки органических отходов может представлять собой способ изготовления удобрения.

Гидролизующая композиция может быть выбрана так, чтобы вводить подходящие ингредиенты в производимое удобрение, например, при использовании азотной кислоты в гидролизующей композиции она может вводить дополнительный азот в производимое удобрение. При использовании фосфорной кислоты в гидролизующей композиции она может вводить дополнительный фосфор в производимое удобрение. При использовании серной кислоты в гидролизующей композиции она может вводить дополнительную серу в производимое удобрение.

При объединении с органическими отходами гидролизующая композиция, нейтрализующая композиция и добавки могут выбираться так, чтобы обеспечивать на подходящем уровне калий, фосфор и азот в конечном удобрении.

Гидролизующая композиция может также выбираться вследствие ее пригодности для гидролиза определенных компонентов органических отходов, с которыми она объединяется. Например, гидролизующая композиция, содержащая основание, является особенно подходящей для гидролиза органических отходов, содержащих целлюлозу. Гидролизующая композиция, содержащая кислоту, может оказаться особенно подходящей для гидролиза органические отходов, содержащих кости.

Гидроксид аммония ΝΗ₄ΟΗ и 30% пероксид водорода Н₂О₂ могут оказаться особенно подходящими, чтобы гидролизовать птичий помет, свиной навоз, коровий навоз, конский навоз и/или содержимое кишечного тракта.

Способ согласно настоящему изобретению может включать стадию гидролиза, где используется гидроксид калия ΚΟΗ, а затем стадию нейтрализации с использованием азотной кислоты для приближения уровня рН к нейтральному, но сохранения смеси в слабощелочном или слабокислом состоянии, которое требуется для гранулирования и изготовления гранул. Состояние смеси можно регулировать, используя известь, алебастр Са8О₄-1/2Н₂О, карбонат кальция СаСО₃, оксид кальция СаО или гидроксид кальция Са(ОН)₂.

Способ согласно настоящему изобретению может представлять собой способ переработки органических отходов для изготовления удобрения, включающий по меньшей мере одну стадию гидролиза.

Способ согласно настоящему изобретению может представлять собой способ переработки органических отходов для изготовления удобрения, включающий по меньшей мере одну стадию нагревания и по меньшей мере одну стадию гидролиза.

Способ согласно настоящему изобретению может представлять собой способ переработки органических отходов для изготовления удобрения, включающий по меньшей мере одну стадию нагревания, по меньшей мере одну стадию гидролиза и по меньшей мере одну стадию нейтрализации.

Способ согласно настоящему изобретению может представлять собой способ переработки органических отходов для изготовления удобрения, включающий по меньшей мере одну стадию нагревания, по меньшей мере одну стадию гидролиза, по меньшей мере одну стадию нейтрализации и по меньшей мере одну стадию таблетирования.

Способ согласно настоящему изобретению может представлять собой способ переработки органических отходов для изготовления медленнодействующего удобрения, включающий по меньшей мере одну стадию гидролиза для изготовления гидролизованных органических отходов и одну стадию затвердевания для изготовления медленнодействующего удобрения.

По меньшей мере, одна стадия гидролиза может включать стадию кислотного гидролиза для изготовления подкисленных гидролизованных органических отходов.

По меньшей мере одна стадия гидролиза может включать стадию кислотного гидролиза и стадия основного гидролиза для изготовления подкисленных гидролизованных органических отходов.

По меньшей мере одна стадия гидролиза может включать стадию кислотного гидролиза, где используется любая кислота, например, серная кислота, азотная кислота и/или фосфорная кислота, чтобы гидролизовать органические отходы и производить подкисленные гидролизованные органические отходы. По меньшей мере одна стадия гидролиза может включать стадию кислотного гидролиза, где используется серная кислота, чтобы гидролизовать органические отходы и производить подкисленные гидролизованные органические отходы.

Способ может включать необязательный стадия подкисления для установления уровня рН подкисленных органических отходов ниже 7.

В подкисленных гидролизованных органических отходах могут содержаться серная кислота, фосфорная кислота и азотная кислота.

Способ может включать стадию затвердевания смеси подкисленных гидролизованных органических отходов посредством объединения кислых гидролизованных органических отходов с затвердевающей смесью или известковой смесью. Она может представлять собой любое соединение или состав, из которого можно изготовить известковый раствор. Органические отходы могут соединяться с известковым раствором или погружаться в него. Известковая смесь может содержать, например известь, сульфат

- 5 029332

кальция Са8О.-|. карбонат кальция СаСО₃, оксид кальция СаО и/или гидроксид кальция Са(ОН)₂.

Известковая смесь может дополнительно содержать основные глинистые материалы, такие как каолин.

Известковая смесь может затвердевать, образуя известковый раствор. В течение стадии затвердевания органические отходы и любые добавки, которые были введены в них, могут соединяться с известковым раствором или затвердевать в объеме известкового раствора для изготовления медленнодействующего удобрения.

Известковый раствор может разлагаться, когда он остается под воздействием атмосферных условий или в почве в течение периода от 1 до 6 месяцев, или в течение периода, составляющего более чем 9 месяцев, или в течение периода от 3 до 9 месяцев, или в течение периода от 3 до 6 месяцев, или в течение периода от 3 до 5 месяцев, или в течение периода от 4 до 5 месяцев. Известковый раствор может разлагаться с большей скоростью в почве, которая является более кислой.

Состав затвердевающей смеси или известковой смеси можно регулировать для изготовления медленнодействующего удобрения, которое разлагается быстрее или медленнее в зависимости от требуемой скорости разложения. Чтобы регулировать время, в течение которого разлагается удобрение, каждый из ингредиентов известковой смеси можно добавлять в различных пропорциях в подкисленные органические отходы. Например, известковая смесь может быть составлена таким образом, что сульфат кальция образуется в большем количестве на стадии затвердевания, и образуется удобрение, которое разлагается медленнее. Сульфат кальция можно получать в большем количестве посредством уменьшения количества извести в известковой смеси, таким образом, что избыточная серная кислота реагирует с известью, производя больше сульфата кальция. Известковую смесь можно составлять таким образом, чтобы она разлагалась быстрее, посредством включения большего количества извести в известковую смесь.

Конкретные условия, в которых будет использоваться медленнодействующее удобрение, можно учитывать при выборе состава органических отходов и состава известковой смеси. Эти конкретные условия могут представлять собой уровень рН почвы, прогнозируемые осадки, тип культурных растений, требуемые питательные вещества для растений, профиль питательных веществ в почве, температура окружающей среды, в которой будут выращиваться растения, продолжительность вегетационного периода растений и/или скорость потребления питательных веществ растением в течение конкретных фаз его роста.

Процентное содержание известковой смеси по отношению к подкисленным органическим отходам можно регулировать, чтобы производить удобрение, которое разлагается быстрее или медленнее. Процентное содержание известковой смеси, используемой для затвердевания подкисленных органических отходов, может составлять от 10 до 50%, может составлять от 20 до 50%, или может составлять от 30 до 50%, или может составлять от 40 до 50% по отношению к массе органических отходов.

Процентное содержание добавляемой известковой смеси по отношению к количеству подкисленных органических отходов можно регулировать, чтобы производить удобрение, имеющее повышенный или пониженный показатель нейтрализующей способности. Показатель нейтрализующей способности может представлять собой количество основных соединений в удобрении. Например, повышенный показатель нейтрализующей способности может потребоваться для частичной нейтрализации кислой почвы или введения извести в случае растений, для которых щелочная среда является предпочтительной. Процентное содержание известковой смеси, используемой для затвердевания подкисленных органических отходов, может составлять от 10 до 50% по отношению к массе органических отходов.

Известковый раствор может содержать известь, сульфат кальция Са8О₄, карбонат кальция СаСО₃, оксид кальция СаО и/или гидроксид кальция Са(ОН)2, которые реагируют с водой и/или кислотой и затвердевают, образуя твердый известковый раствор. Известковая смесь может дополнительно содержать основные глинистые материалы, такие как каолин, которые изменяют свойства известкового раствора. Другие компоненты гидролизованных органических отходов могут составлять часть известкового раствора посредством химического соединения с компонентами известкового раствора или посредством иммобилизации в объеме известкового раствора без химического связывания с ним. Когда известковый раствор разлагается в почве, он может высвобождать известь в почву, а также может высвобождать в почву компоненты органических отходов, которые обеспечивают питательные вещества и действуют как удобрение.

Стадия затвердевания может включать смешивание кислой смеси с известью и/или одним или несколькими соединениями кальция, причем данные соединения кальция способны реагировать с водой и/или кислотой, образуя известковый раствор, что приводит к затвердеванию смеси и образованию медленнодействующего удобрения. Одно или несколько соединений кальция в составе известковой смеси могут реагировать с серной кислотой, образуя сульфат кальция, который приводит к затвердеванию смеси и образует компонент известкового раствора медленнодействующего удобрения.

Известковый раствор может приводить к затвердеванию смеси, из которой образуется твердое медленнодействующее удобрение, содержащее компоненты кислой смеси, связанные в объеме матрицы известкового раствора.

Стадия затвердевания может включать смешивание кислой гидролизованной смеси органических

- 6 029332

отходов с одним или несколькими соединениями, выбранными из оксида кальция, карбоната кальция и гидроксида кальция, для изготовления медленнодействующего удобрения.

Стадия затвердевания может включать смешивание кислой смеси с оксидом кальция и карбонатом кальция для изготовления медленнодействующего удобрения.

Стадия затвердевания может включать смешивание кислой смеси с оксидом кальция и гидроксидом кальция для изготовления медленнодействующего удобрения.

Стадия затвердевания может включать смешивание кислой смеси с карбонатом кальция и гидроксидом кальция для изготовления медленнодействующего удобрения.

Пропорции кислой смеси, оксида кальция, гидроксида кальция и/или карбоната кальция можно регулировать таким образом, что медленнодействующее удобрение представляет собой слабощелочной продукт.

Пропорции кислой смеси, извести, оксида кальция, гидроксида кальция и/или карбоната кальция можно регулировать таким образом, что продукт (медленнодействующее удобрение) разлагается в почве в течение более чем одного месяца, более чем двух месяцев, более чем 3 месяцев, более чем 4 месяцев, более чем 5 месяцев или более чем 6 месяцев. Почва может иметь рН на уровне от 5 до 7. Почва может иметь рН на уровне от 5 до 9.

Пропорции кислой смеси, оксида кальция, гидроксида кальция и/или карбоната кальция можно регулировать таким образом, что продукт (медленнодействующее удобрение) разлагается в слабокислой почве в от 1 до 6 месяцев, от 1 до 4 месяцев или от 2 до 3 месяцев. Например, почва может иметь рН на уровне от 5 до 7.

Способ может включать стадию добавления одного или нескольких минеральных веществ для введения подходящих питательных вещества в медленнодействующее удобрение.

Способ может включать стадию добавления одного или нескольких фунгицидов для придания противогрибковых свойств медленнодействующему удобрению.

Способ может включать стадию добавления одного или нескольких пестицидов для придания пестицидных свойств медленнодействующему удобрению.

Способ может включать стадию добавления одного или нескольких гербицидов для придания гербицидных свойств медленнодействующему удобрению.

Способ может включать стадию добавления одного или нескольких неприятных на вкус соединений, чтобы помешать животным в поедании медленнодействующего удобрения.

Способ может включать стадию обработки медленнодействующего удобрения, представляющую собой, например, таблетирование, гранулирование, прессование или измельчение в порошок медленнодействующего удобрения.

Способ может включать стадию нанесения на удобрение, например нанесение на таблетки или гранулы удобрения покрытия, включающего бактерии одного или нескольких видов, споры грибов, фунгициды, пестициды, гербициды, вещества для уничтожения вредителей и/или один или несколько неприятных на вкус соединений.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предлагается медленнодействующее удобрение, изготовленное способом согласно настоящему изобретению.

Согласно следующему аспекту настоящего изобретения, предлагается медленнодействующее удобрение, содержащее в некоторой пропорции известковый раствор для затвердевания удобрения.

Медленнодействующее удобрение может содержать известковый раствор в количестве, составляющем более чем 10%, более чем 20%, более чем 30%, более чем 40%, более чем 50%, более чем 60% или более чем 70%.

Медленнодействующее удобрение может содержать известковый раствор в количестве, составляющем от 10 до 70%, от 20 до 50% или от 30 до 40%.

Медленнодействующее удобрение может включать известковый раствор, разложение которого в слабокислой почве занимает от 1 до 6 месяцев, от 1 до 4 месяцев или от 2 до 3 месяцев. Например, почва может иметь уровень рН от 5 до 7.

Медленнодействующее удобрение может дополнительно содержать один или несколько фунгицидов, один или несколько пестицидов, один или несколько гербицидов, одно или несколько веществ для уничтожения вредителей и/или одно или несколько неприятных на вкус соединений. На таблетки удобрение может быть нанесено покрытие, содержащее бактерии одного или нескольких видов, споры грибов, фунгициды, пестициды, гербициды, вещества для уничтожения вредителей и/или один или несколько неприятных на вкус соединений.

Согласно следующему аспекту настоящего изобретения, предлагается композиция, полученная или получаемая способом согласно настоящему изобретению.

Согласно следующему аспекту настоящего изобретения, предлагается композиция удобрений, полученная или получаемая способом согласно настоящему изобретению.

Далее представлено исключительно в качестве примера подробное описание настоящего изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи, в числе которых

фиг. 1 представляет схематическое изображение устройства для переработки органических отходов;

- 7 029332

фиг. 2 представляет боковой вид в разрезе нагревательного резервуара, составляющего часть установки на фиг. 1;

фиг. 3 представляет вид сверху резервуара на фиг. 2;

фиг. 4 представляет боковой вид в разрезе нагревательного резервуара на фиг. 2 с подробным изображением компонентов и

фиг. 5 представляет вид сверху резервуара на фиг. 4;

фиг. 6 представляет лабораторный стакан, содержащий 95 г свернувшейся замороженной крови и 30 г воды;

фиг. 7 представляет изображение стадии гидролиза и нагревания, осуществляемой с использованием 95 г крови и 30 г воды; добавляли 10 г таблетированного гидроксида калия, и смесь перемешивали в течение 2 мин, чтобы образовался глубокий красный раствор; эта реакция является сильно экзотермической и, таким образом, гидролиз и нагревание происходят одновременно;

фиг. 8 представляет смесь на фиг. 7, в которую добавляли 8 г 70% азотной кислоты (плотность 1,42), чтобы нейтрализовать гидроксид калия; эта стадия также является сильно экзотермической, и ее составляют одновременно происходящие стадия нейтрализации и стадия нагревания; полученная в результате смесь представляет собой щелочной раствор нитрат калия, содержащий растворенную гидролизованную кровь;

фиг. 9 представляет изображение твердого продукта, полученного в результате затвердевания смеси, представленной на фиг. 8, после добавления Са8О₄4/2Н₂О (левая сторона) или СаО, СаСО₃ и Са(ОН)₂;

фиг. 10 представляет изображение 63 г куриного помета и подстилки;

фиг. 11 представляет изображение смеси, содержащей 63 г куриного помета и подстилки и 150 мл воды и перемешанной для образования пригодной для обработки пасты;

фиг. 12 представляет изображение перемешанной смеси, представленной на фиг. 11, в которую добавляли 3 г (0,0306 моль) ортофосфорной кислоты Н₃РО₄ (плотность 1,75), и смесь доводили до кипения; на этой стадии одновременно осуществляются стадия нагревания и первая стадия гидролиза (кислотный гидролиз);

фиг. 13 представляет изображение смеси на фиг. 12, в которую добавляли 0,0918 моль гидроксида калия (5,14 г) добавленный, чтобы нейтрализовать кислоту, затем добавляли еще 5 г гидроксида калия, чтобы повысить уровень рН до 14 и гидролизовать жир, белки, липиды и нуклеиновые кислоты; эта стадия является сильно экзотермической, и таким образом, одновременно осуществляются вторая стадия гидролиза (основной гидролиз) и стадия нагревания;

фиг. 14 представляет изображение смеси, полученной в результате нейтрализации смеси, представленной на фиг. 13, с использованием 8 г 70% азотной кислоты (плотность 1,42);

фиг. 15 представляет изображение смеси, представленной на фиг. 14, после того, как добавляли карбонат кальция, гидроксид кальция и оксид кальция для изготовления твердой таблетки; и

фиг. 16 представляет таблетку удобрения, изготовленного из куриного помета с использованием способа согласно настоящему изобретению.

Способ согласно настоящему изобретению можно осуществлять в устройстве для переработки органических отходов, пример которого представлен ниже и на фиг. 1-5.

Как показывает фиг. 1, устройство для переработки органических отходов включает впуск 10, в который поступают необработанные органические отходы. Металлоискатель 12 установлен на впуске 10, чтобы обнаруживать любой металл в необработанных органических отходах и подавать управляющий сигнал, свидетельствующий об обнаружении любого содержащегося металла. За впуском 10 следует модуль для измельчения частиц, который в данном случае представляет собой дробильный модуль 14, предназначенный для измельчения необработанного продукта на частицы, имеющие подходящий размер. Согласно данному варианту осуществления, дробильный модуль 14 составляют первая дробилку, предназначенная для превращения необработанных органических отходов в частицы, имеющие менее чем заданный размер, причем в данном примере вышеупомянутый размер составляет 150 мм, и вторая дробилка, предназначенная для превращения необработанных органических отходов в частицы, имеющие меньшие размеры, составляющие в данном примере менее чем 40 мм. Конвейер 16, который может представлять собой винтовой конвейер, предназначается для перемещения измельченного продукта из выпуска дробильного модуля 14 в первый 18 из трех нагревательных резервуаров 18, 20, 22.

Первый нагревательный резервуар 18 включает внутренний стальной контейнер, который имеет расположенный в верхней части впуск 24, через который может поступать измельченный продукт, дополнительный впуск 26, также расположенный в верхней части, который присоединяется к источнику воды через насос 28, таким образом, что вода может добавляться к продукту в резервуаре 18, дополнительный впуск 29, присоединенный к источнику пара, и выпуск 31 в нижней части. Регулирующие поток клапаны установлены на впусках воды 26 и пара, а также на выпуске 31. Нагреватель 30 установлен вокруг стенки резервуара, и термометр 32 предназначается для измерения температуры в резервуаре 18. Регулятор 34 предназначается для управления работой всей установки, включая все конвейеры, насосы и нагреватели, а также впускные и выпускные клапаны, которые будут ниже описаны более подробно.

- 8 029332

Первый разделительный резервуар 36 установлен для приема продукта из выпуска 31 первого нагревательного резервуара и предназначается для содержания твердого продукта и обеспечения стока жидкости в сборный резервуар 38, расположенный ниже. Второй конвейер 40 предназначается для перемещения твердого продукта из разделительного резервуара 36 во впуск 42 второго нагревательного резервуара 20.

Второй нагревательный резервуар 20 находится при повышенном давлении, и сброс давления в нем регулируется посредством вентиляционного клапана 43, таким образом, что давление в резервуаре 20 может регулироваться. Он также имеет дополнительный впуск 44 для воды, дополнительный впуск 45 для пара и выпуск 46 в своей нижней части, причем каждое устройство имеет регулирующий поток клапан, управляемый регулятором 34. Он также имеет нагреватель 48 вокруг своих боковых стенок, а также термометр 50 и манометр 52, предназначенные для измерения температуры и давления содержимого второго резервуара 20. Эти устройства присоединяются к регулятору 34, который предназначается для регулирования температуры и давление, а также содержания воды, пара и продукта во втором резервуаре 20 в требуемых количествах.

Второй разделительный резервуар 56 установлен для приема продукта из выпуска 46 второго нагревательного резервуара 20 и предназначается для содержания твердого продукта и обеспечения стока жидкости в сборный резервуар 58, расположенный ниже. Третий конвейер 60 предназначается для перемещения твердого продукта из разделительного резервуара 56 во второй дробильный блок 62. Второй дробильный блок 62 предназначается для измельчения твердого продукта на частицы не крупнее 2 мм.

Выпуск из дробильного блока 62 предназначается для помещения продукта в лоток 64, который может предназначаться для предварительного нагревания продукта перед его поступлением в третий нагревательный резервуар 22. Дополнительный конвейер 66 предназначается для перемещения продукта из лотка 64 во впуск 68 третьего нагревательного резервуара 22.

Третий резервуар 68 также имеет дополнительный впуск 70 в своей верхней части, к которому присоединяется источник 72 кислоты через насос 74, а также дополнительный впуск 76, к которому присоединяется источник 78 пероксида водорода через насос 80. Эти устройства управляются регулятором 34 таким образом, что кислота и пероксид водорода могут добавляться в резервуар 22 в требуемых количествах и соотношениях, а также в требуемые сроки. Третий резервуар также имеет нагреватель 82 и термометр 84, который присоединяется к регулятору 34. Выпуск 84 в нижней части резервуар 22 присоединяется к нейтрализационному резервуару 86, который предназначается для приема продукта из третьего нагревательного резервуара 22, а также предназначается для приема щелочной добавки, представляющей собой известковую смесь согласно данному варианту осуществления, посредством конвейера 88 из источника 90 щелочной добавки под управлением регулятора 34.

Конечный нейтрализованный продукт присутствует в форме пасты, и экструдер 92 предназначается для приема этого продукта из нейтрализационного резервуара 86 и экструзии его в форме таблеток, а упаковочный модуль 94 предназначается для приема экструдированных таблеток и их упаковки в целях перемещения из установки.

Каждый из собирающих жидкость резервуаров 38, 58 имеет выпуск, который присоединяется к сепаратору в форме центрифуги 96, которая предназначается для разделения легких и тяжелых компонентов жидкости. Легкие компоненты, как правило, включают жиры, а тяжелые компоненты, как правило, включают желатин, и эти компоненты собираются в отдельные сборные резервуары 98, 100.

Далее работа установки будет описана для конкретного примера переработки костей, хотя следует понимать, что ее можно использовать также и для широкого разнообразия других отходов.

Необработанные кости поступают в дробильный модуль 14, где они измельчаются на частицы не крупнее 40 мм. Из этого модуля они поступают в первый резервуар 18.

Регулятор 34 предназначается для регулирования количества продукта, поступающего в резервуар 18, например, с использованием динамометрического датчика для измерения его массы и прекращения поступления продукта, когда он находится в резервуаре в заданном количестве. Регулятор 34 также предназначается, чтобы регулировать поступление воды и пара в резервуар 18 и для нагревания резервуара 18 до требуемой температуры. Смесь костей и воды нагревается приблизительно до 95°С, и образуется суспензия органических отходов, которая затем перемещается в разделительный резервуар 36.

В разделительном резервуаре 36 жидкость стекает из суспензии в сборный резервуар 38 в процессе перемещения суспензии вдоль резервуара. Обезвоженная суспензия затем перемещается посредством конвейера 40 во второй нагревательный резервуар 20. Количество, в котором суспензия поступает во второй резервуар 20, регулируется регулятором, например, с использованием взвешивающего устройства, которое измеряет добавленное количество, а затем вода и пар добавляются в регулируемых количествах посредством управляемой работы впускных клапанов. Второй резервуар 20 затем нагревается приблизительно до 135°С, и вентиляционный клапан 43 закрывается таким образом, что давление увеличивается приблизительно до 5 бар (0,5 МПа). Температура и давление поддерживаются на этих уровнях в течение приблизительно 20 мин.

После окончания обработки во втором резервуаре 20 вентиляционный клапан 43 открывается для

- 9 029332

снижения давления в резервуаре, и выпуск 46 открывается для выведения продукта, который попрежнему присутствует в форме суспензии, чтобы переместить его во второй разделительный резервуар 56. Из этого резервуара 56 жидкость стекает во второй сборный резервуар 58, и твердый компонент суспензии перемещается посредством конвейера 60 во второй дробильный блок 62, где он измельчается до частиц, размер которых составляет приблизительно 2 мм, и перемещается в подогревательный резервуар 64, в котором он предварительно нагревается.

Из подогревательного резервуара 64 твердый продукт перемещается посредством конвейера 66 в третий нагревательный резервуар 22 посредством конвейера 66 и впуска 68. И в этом случае количество поступающего продукта регулируется, а также серная кислота и пероксид водорода добавляются в регулируемых количествах через впуски 70, 76. Реакция в резервуаре 22 является экзотермической, и температура повышается приблизительно до 95°С, а затем снижается, когда реакция заканчивается. При этом нагревании в сочетании с кислотой и пероксидом водорода уничтожаются любые болезнетворные микроорганизмы или бактерии, содержащиеся в продукте, а также окисляется весь углерод в продукте, и в результате получается неорганический продукт, который является подходящей для использования в качестве удобрения.

Когда стадия подкисления завершается, выпуск 22 из третьего резервуара 22 открывается, и продукт перемещается в нейтрализационный резервуар 86, в который известковая смесь добавляется в регулируемых количествах в целях повышения уровня рН смеси для нейтрализации продукта. Известковая смесь может содержать, например, смесь мела и извести или негашеную известь. Известковая смесь может также содержать добавки, которые изменяют свойства смеси; такие добавки, например, содержат выбранные питательные макроэлементы/микроэлементы. Известковая смесь, и/или добавки можно изменять по мере необходимости для придания удобрению требуемых свойств. Известковая смесь вызывает экзотермическую реакцию. Это обеспечивает, по меньшей мере, частичное высушивание подкисленных органических отходов.

Имеющая повышенный уровень рН смесь, которая, как правило, присутствует в форме пасты, затем высушивается, если это необходимо, и поступает в экструдер 92, из которого она экструдируется, превращаясь в таблетки или гранулы, и упаковывается в упаковочном модуле 94 для отгрузки.

Жидкость из сборных резервуаров 38, 58 разделяется в центрифуге 96, причем жир переносится в содержащий жир резервуар 98, а желатин переносится в содержащий желатин резервуар 100.

Третий нагревательный резервуар 22 может также включать впуски добавок, предназначенные для введения дополнительных добавок в суспензию. Эти добавки могут содержать любой подходящий ингредиент для регулирования содержания минеральных или питательных веществ в твердых частицах суспензии в соответствии с конкретным применением или местом применения. Таким образом, добавки можно регулировать, например, чтобы изменять основной состав питательных макроэлементов и микроэлементов в твердых частицах суспензии в соответствии с различными условиями почвы или грунта или обеспечивать оптимальное питание для культурных растений конкретного типа.

Как показывает фиг. 2 и 3, первый нагревательный резервуар 18 включает цилиндрический стальной корпус 200, имеющий приблизительно 1,25 м в высоту и 750 мм в диаметре и расположенный таким образом, что его центральная ось 202 и изогнутые боковые стенки 204 проходят в вертикальном направлении. Образующие пару частично спиральные теплообменные лопатки 206 устанавливаются посредством поперечных элементов 208 на центральный вращающийся вал 210, который располагается на центральной оси 202. Каждая из теплообменных лопаток 206 изготовлена в форме полоски листового металла 209, у которой ширина составляет приблизительно 15 мм, и которая имеет форму частичной спирали, проходящей вокруг внешней части резервуара вблизи боковой стенки 204, но находящейся на небольшом расстоянии от нее. Каждая лопатка проходит от точки, находящейся приблизительно на двух третях пути от верхней стенки резервуара почти до дна резервуара с полуповоротом вокруг центральной оси. Две лопатки 206 являются диаметрально противоположными по отношению друг к другу, таким образом, что они проходят вокруг противоположных сторон резервуара.

Пару скребков 212 также поддерживают поперечные элементы 208. Каждый скребок 212 включает плоское лезвие 214 скребка, проходящее вертикально вниз относительно боковой стенки 204 резервуара, причем внешняя режущая кромка 216 находится в непосредственной близости от боковой стенки 204. Каждое лезвие 214 скребка поддерживает ряд опорных кронштейнов 218, которые, в свою очередь, поддерживает вертикальный опорный стержень 220, который проходит вертикально между поперечными элементами 208 вблизи из внешних концов.

Как показывают фиг. 4 и 5, внутренняя спиральная подъемная лопатка 222 также устанавливается на вал 210. Подъемная лопатка 222 изготовлена из плоской металлической полоски 224, ширина которой составляет приблизительно 100 мм, причем она имеет форму спирали, которая центрирована на валу 210 и поворачивается приблизительно через семь оборотов. Верхний уровень подъемной лопатки 222 приблизительно совпадает с верхним уровнем теплообменных лопаток 206, и нижний уровень подъемной лопатки 222 находится слегка выше нижнего уровня теплообменных лопаток 206. Обе теплообменные лопатки 206 имеют одинаковое направление вращения подъемной лопатки 222. Мотор 224 предназначается для вращения вала 210 таким образом, что нижний конец подъемной лопатки представляет собой

- 10 029332

передний конец, а верхний конец подъемной лопатки представляет собой задний конец, и подъемная лопатка обеспечивает подъем в центральной части резервуара 18 вблизи центральной оси 202. При этом нижние концы теплообменных лопаток 206 представляют собой передние концы, а верхние концы теплообменных лопаток представляют собой задние концы, и теплообменные лопатки также в небольшой степени обеспечивают подъем или фактическое сопротивление течению, направленному вниз, во внешней части резервуара вблизи внешней стенки 204. Когда вал вращается, скребки 212 перемещаются вокруг стенки 204 резервуара, очищая от стенки любой побочный продукт или другое содержимое резервуара, которое может накапливаться на стенке.

Центральный вал 210 вращается, когда продукт вводится в резервуар 18 через впуск 24, вода вводится через впуск 26, при этом образуется суспензия, и пар вводится через впуск 29, что способствует нагреванию суспензии. Когда нагреватель 30 нагревает содержимое резервуара 18, и пар вводится в него, центральная подъемная лопатка 222 вызывает общее направленное вверх течение смеси в центральной области резервуара. Смесь затем перемещается наружу в верхней части резервуара 18 и стекает вниз во внешней области резервуара 18 вблизи стенки 204. Вращающиеся теплообменные лопатки 206 обеспечивают некоторое сопротивление направленному вниз потоку, и, таким образом, перемешивают смесь, но также способствуют быстрой передаче тепла через смесь, позволяя быстро нагревать ее до требуемой температуры. Это позволяет уменьшить время, требуемое для стадии нагревания, которая осуществляется в первом нагревательном резервуаре 18.

Второй резервуар 20 имеет такой же механизм смешивания и теплообмена, как первый резервуар 18, как представлено на фиг. 2-5. В этом резервуаре способ нагревания является аналогичным по отношению к первому резервуару, хотя используется повышенное давление, и теплообменные змеевики и подъемные лопатки служат для распределения тепла от нагревателя и пара в объеме резервуара подобным путем. Аналогичным образом, третий резервуар 22 также имеет такие же механизмы смешивания и теплообмены, как представлено на фиг. 2-5. В данном случае тепло производится посредством экзотермической реакции в резервуаре. Однако быстрое рассеивание тепла все же способствует обеспечению того, что температура остается приблизительно одинаковой во всем объеме резервуара, и что реакция происходит приблизительно с одинаковой скоростью во всем объеме резервуара.

Следует понимать, что можно производить разнообразные модификации варианта осуществления, описанного выше, и что конструкция нагревательного резервуара или резервуаров может изменяться соответствующим образом в зависимости от способа обработки и обрабатываемых продуктов.

Например, две теплообменные лопатки можно заменить, используя один непрерывный спиральный змеевик или более чем две лопатки. Кроме того, лопатки не обязательно должны быть строго частично спиральными. Например, угол наклона лопатки или лопаток по вертикали может изменяться в направлении длины. Аналогичным образом, подъемные лопатки могут различаться по форме или могут вращаться независимо от теплообменных змеевиков. По существу, можно использовать подъемный механизм другого типа, который не представляет собой спиральный подъем.

Ряд экспериментальных исследований, описанных ниже в примерах, осуществляли, чтобы оценить эффективность различных композиций для использования на стадии гидролиза способа согласно настоящему изобретению. Стадия гидролиза может осуществляться в одном из реакционных резервуаров, например, в резервуаре (22) на фиг. 1. Экспериментальные исследования осуществляли, главным образом, в небольшом масштабе, но масштаб может быть увеличен, и способ можно осуществлять, перерабатывая в больших количествах органические отходов и используя, например, устройство, которое представлено на фиг. 1. Впуски для кислоты и пероксида водорода, которые описаны по отношению к фиг. 1, можно, в качестве альтернативы, использовать для введения других ингредиентов для стадий гидролиза и нейтрализации.

Пример 1. Кислота и пероксид водорода - костная паста

Предпочтительные интервалы температуры и продолжительности реакции.

Рабочий температурный интервал: начальная температура костной пасты от 10 до 100°С обеспечивает конечную температуру после стадии гидролиза от 100 до 200°С.

Предпочтительная температура процесса: начальная температура от 50 до 90°С, конечная температура от 130 до 170°С.

Массовое соотношение костной пасты, кислоты и пероксида водорода 5-20:5:1 (влажная костная паста: кислота: пероксид), например, 13,5:5:1 (влажная костная паста: кислота: пероксид).

Данное соотношение может составлять, например, 1000 кг (влажной) костной пасты: 370 кг 95% серной кислоты: 74 кг 30% пероксида водорода.

Широкий интервал продолжительность обработки от 1 до 30 мин, например продолжительность обработки может составлять от 5 до 10 мин.

Широкий интервал соотношения кислоты и пероксида от 1:1 до 1:10 (концентрированная серная кислота: раствор пероксида водорода).

Предпочтительное соотношение концентрированной серной кислоты и пероксида водорода составляет 1:5 для растворения костей, но изменяется в случае обработки других отходов.

- 11 029332

Используемая концентрированная серная кислота представляет собой 95% раствор (плотность 1,83 г/мл), но концентрация может составлять от 50 до 100%.

Используемый концентрированный пероксид водорода представляет собой 30 мас./об.% (отношение массы к объему), но концентрация может составлять от 5 до 100 мас./об.%, хотя концентрация выше 30% может быть взрывоопасной.

Пример 2. Основание и пероксид водорода

Основной пероксид

Широкий интервал соотношения концентрированного гидроксида аммония, и/или гидроксида калия и/или натрия и пероксида водорода от 1:1 до 1:10 при использовании раствора гидроксида аммония (аммиака), имеющего плотность 0,880, и 30% раствора пероксида водорода.

Предпочтительная смесь содержит в соотношении 3:1 раствор аммиака (плотность 0,880) и 30% раствор пероксида водорода для цели растворения, отходов, таких как, например, птичий помет, свиной навоз, коровья навозная жижа, коровий навоз, конский навоз, содержимое кишечного тракта, отходы скотобойни и т.д.

Пример 3. Г идролиз крови

По существу, компоненты крови гидролизуются с использованием гидроксида натрия или гидроксида калия. Полученный в результате раствор нейтрализуется с использованием азотной кислоты или серной кислоты, и образуется раствор, содержащий нитрат калия, нитрат натрия, сульфат натрия или сульфат калия раствор в зависимости от используемых растворов кислоты и основания, в которых содержатся растворенные термически обработанные гидролизованные компоненты крови.

Способ: к 100 г замороженной крови добавляют 30 г воды и доводят до кипения (вода не требуется, если кровь является свежей и не замораживается). Примечание: если используется замороженная кровь, может наблюдаться плавление (см. фиг. 1).

Гидролиз: добавляют 10 г таблетированного гидроксида калия КОН (твердая форма является предпочтительной) или 7 г гидроксида натрия (твердая форма является предпочтительной) и перемешивают в течение двух минут, пока не образуется раствор, имеющий глубокий красный цвет; реакция является сильно экзотермической. Продукт этой реакции представлен на фиг. 2.

Нейтрализация: добавляют 16 г концентрированный раствор 70% азотной кислоты (плотность 1,42), чтобы нейтрализовать гидроксид калия, хотя и разбавленный раствор азотной кислоты является достаточным; реакция является сильно экзотермической. Полученная в результате смесь представлена на фиг. 3.

Полученную в результате смесь затем обрабатывают, добавляя азотную кислоту, чтобы обеспечить желательный уровень рН среды для гранулирования; эта среда может быть кислой или щелочной.

Раствор нитрата калия, содержащий растворенную гидролизованную кровь

Если из крови выпадают твердые осадки в небольшом количестве, их можно отделять и осуществлять гидролиз/окисление, используя небольшую дополнительную дозу азотной (или серной) кислоты и пероксид водорода в соотношении

5: 1 перед повторным объединением с исходным раствором для изготовления пасты или затвердевания.

Можно смешивать с нейтрализованной гидролизованной кровью другие растворимые ингредиенты и продавать получаемый в результате раствор как жидкое удобрение, или нейтрализованную гидролизованную кровь можно подвергать гранулированию и продавать в твердой гранулированной форме после затвердевания, используя алебастр (Са8О₄· 1/2Н₂О) (см. фиг. 4 слева) или карбонат кальция/оксид/гидроксид СаСО₃/СаО/Са (ОН)₂ (см. фиг. 4 справа).

Пример 4. Кислотный гидролиз с использованием фосфорной кислоты (могут быть использованы другие кислоты, такие как азотная кислота или серная кислота), затем щелочной гидролиз с использованием гидроксида калия или гидроксида натрия и нейтрализация полученной в результате смеси с использованием азотной кислоты или серной кислоты.

Фосфорная кислота увеличивает содержание фосфора (Р) и гидролизует содержащуюся целлюлозу. Азотная кислота увеличивает содержание азота (Ν).

Гидроксид калия увеличивает содержание калия (К) и гидролизует объемное содержимое. Азотная кислота нейтрализует гидроксид калия или гидроксид натрия, образуя нитрат калия или натрия нитрат, и увеличивает содержание азота.

Приблизительные массовые соотношения - 42 (куриный помет):100 (вода):2 (фосфорная кислота):6,6 (гидроксид калия) или 4,7 (гидроксид натрия):8,0 (азотная кислота).

Изображение 63 г куриного помета и подстилки представлено на фиг. 5.

После добавления 150 мл воды осуществляется перемешивание, и образуется подходящая для обработки паста, представленная на фиг. 6.

Кислотный гидролиз: сильно экзотермическая стадия процесса.

Добавляют 3 г (0,0306 моль) ортофосфорной кислоты Н₃РО₄ (плотность 1,75) или 2,75 г 70% азотной кислоты для снижения рН до уровня от 3 до 4, и смесь доводится до кипения (сильно экзотермическая стадия процесса).

Щелочной гидролиз представляет собой гелиотермическую стадию. Сначала фосфорная кислота

- 12 029332

нейтрализуется гидроксидом калия:

Н₃РО₄+3КОН Να₃ΡΟ₄+3Η₂Ο

Для 3,00 г фосфорной кислоты (0,0306 моль) требуется 0,0918 моль гидроксида калия (5,14 г), затем добавление 5 г КОН требуется, чтобы повысить уровень рН до 14 и гидролизовать жиры, белки, липиды, нуклеиновые кислоты и т. д. (всего 10 г КОН); при этом выделяется много тепла; можно также использовать ΝαΟΗ, который требуется в меньшем количестве (7,14 г).

Нейтрализация также представляет собой гелиотермическую стадию.

Для нейтрализации используется 17 г 70% азотной кислоты (плотность 1,42).

Получаемая в результате смесь представляет собой щелочную сладкую (запах типа мелассы) бурую пасту содержащий нитрат калия, фосфат калия и все компоненты куриного помета, которая является подходящей для введения в перерабатывающую установку.

В смесь добавляют карбонат кальция/гидроксид/оксид/гептагидрат сульфата кальция, получая твердую таблетированную форму, как представлено на фиг. 10.

Гидроксид натрия является пригодным для использования в целях гидролиза крови или куриного помета; затем осуществляется нейтрализация с использованием серной кислоты. Например, требуется 5 г гидроксида натрия для гидролиза 100 г крови приблизительно при 90°С, а затем осуществляется нейтрализация с использованием 3,6 мл (6,63 г) концентрированной серной кислоты и доведение рН до желательного уровня.

Настоящее изобретение может быть дополнительно описано в следующих пронумерованных параграфах:

1. Способ переработки органических отходов, включающий одну или несколько стадий объединения органических отходов с гидролизующей композицией.

2. Способ по параграфу 1, дополнительно включающий стадию нагревания.

3. Способ по параграфу 2, в котором органические отходы нагреваются при температуре от 70 до 200°С.

4. Способ по параграфу 2 или 3, в котором органические отходы нагреваются в течение от 10 до 60

мин.

5. Способ по любому из предшествующих параграфов, дополнительно включающий стадию удаления жидкости, содержащей жир и/или желатин, из органических отходов.

6. Способ по любому из предшествующих параграфов, в котором гидролизующую композицию составляют кислота и пероксид водорода; сильное основание и пероксид водорода; основание; кислота или пероксид водорода.

7. Способ по любому из предшествующих параграфов, дополнительно включающий стадию измельчения, на которой органические отходы измельчаются до частиц мельче 50 мм.

8. Способ по любому из предшествующих параграфов, дополнительно включающий стадию нейтрализации, на которой кислота или основание добавляется в смесь, чтобы приблизить уровень рН к нейтральному.

9. Способ по любому из предшествующих параграфов, дополнительно включающий стадию добавления в смесь минеральных веществ или питательных веществ.

10. Способ по любому из предшествующих параграфов, дополнительно включающий высушивание смеси органических отходов.

11. Способ по любому из предшествующих параграфов, дополнительно включающий добавление в органические отходы ускорителя затвердевания, такого как карбонат кальция, гидроксид кальция, полугидрат сульфата кальция и/или оксид кальция в количестве, подходящем для затвердевания смеси.

12. Способ по любому из предшествующих параграфов, дополнительно включающий стадию повторного измельчения затвердевших органических отходов до частиц мельче 40 мм.

13. Способ по любому из предшествующих параграфов, дополнительно включающий добавление одного или нескольких неприятных на вкус ингредиентов в смесь органических отходов.

14. Способ по любому из предшествующих параграфов, дополнительно включающий стадию таблетирования или гранулирования смеси органических отходов.

15. Способ по любому из предшествующих параграфов, причем данный способ переработки органических отходов представляет собой способ изготовления удобрения.

16. Композиция органических отходов, полученная способом по любому из предшествующих параграфов.

17. Композиция удобрений, полученная способом по любому из предшествующих параграфов.

Claims (25)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ переработки органических отходов для изготовления медленнодействующего удобрения, включающий по меньшей мере одну стадию химического разложения для изготовления солюбилизированных органических отходов и стадию затвердевания для изготовления медленнодействующего удобрения,

   - 13 029332

   где стадия химического разложения включает объединение органических отходов с концентрированной серной кислотой и концентрированным пероксидом водорода при нагреве при температуре от примерно 70 до примерно 200°С при абсолютном давлении 3 бар (0,3 МПа) в течение по меньшей мере 20 мин и

   где стадия затвердевания включает объединение солюбилизированных органических отходов с известковой смесью, содержащей или состоящей из карбоната кальция.
2. 2. Способ по п.1, в котором используют серную кислоту с концентрацией серной кислоты 50-100%.
3. 3. Способ по п.1 или 2, в котором используют пероксид водорода с концентрацией пероксида водорода 30-100%.
4. 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором используют серную кислоту и пероксид водорода в соотношении от 1:1 до 1:10.
5. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором стадию химического разложения выполняют в присутствии соединения меди(11) или соединения титана.
6. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором добавляют дополнительное количество извести, полугидрат сульфата кальция, оксид кальция и/или гидроксид кальция.
7. 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором способ включает стадию измельчения, помола или резки твердых органических отходов перед выполнением стадии химического разложения.
8. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором способ дополнительно включает стадию концентрирования солюбилизированных органических отходов путем выпаривания, где 10-40% воды удаляют выпариванием после стадии химического разложения.
9. 9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором способ дополнительно включает стадию сушки для удаления воды после стадии затвердевания.
10. 10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором рН солюбилизированных органических отходов увеличивают смешиванием с мелом или известняком (карбонатом кальция) или с доломитом (карбонатом кальция-магния).
11. 11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором соединение меди(11) выбирают из сульфата меди(11), оксида меди(11) или других растворимых соединений меди(11).
12. 12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором соединение меди(11) или диоксид титана добавляют в количестве от 0,1 до 0,01 мас.% органических отходов.
13. 13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором соотношение органических отходов: серной кислоты: пероксида водорода составляет 5-20:5:1.
14. 14. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором известковая смесь дополнительно включает основные глинистые материалы, такие как каолин.
15. 15. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором известковая смесь затвердевает, образуя известковый раствор, содержащий подкисленные солюбилизированные органические отходы, связанные с известковым раствором или закрепленные в объеме известкового раствора для изготовления медленнодействующего удобрения.
16. 16. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором составляется известковая смесь для изготовления известкового раствора, который разлагается, когда он остается под воздействием атмосферных условий или в почве в течение периода от 1 до 9 месяцев.
17. 17. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором масса известковой смеси регулируется по отношению к массе подкисленных разрушенных органических отходов, чтобы получилось удобрение, которое разлагается быстрее или медленнее, и/или получается удобрение, имеющее больший или меньший показатель нейтрализующей способности.
18. 18. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором масса известковой смеси составляет от 10 до 50 мас.% подкисленных солюбилизированных органических отходов.
19. 19. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий стадию добавления одного или нескольких минеральных веществ на любой стадии способа для введения подходящих питательных веществ в медленнодействующее удобрение.
20. 20. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий стадию добавления одного или нескольких фунгицидов, пестицидов, гербицидов, биоцидов и/или неприятных на вкус соединений для придания желательных свойств медленнодействующему удобрению.
21. 21. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий стадию обработки медленнодействующего удобрения, например, посредством таблетирования, гранулирования, прессования или измельчения в порошок медленнодействующего удобрения.
22. 22. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий стадию нанесения на удобрение покрытия, содержащего бактерии одного или нескольких видов, споры грибов, фунгициды, пестициды, гербициды, вещества для уничтожения вредителей и/или одно или несколько неприятных на вкус соединений.
23. 23. Медленнодействующее удобрение, изготовленное способом по любому из предшествующих пунктов.

    - 14 029332
24. 24. Медленнодействующее удобрение по п.23, содержащее от 10 до 70% известкового раствора.
25. 25. Медленнодействующее удобрение по п.23 или 24, в котором для разложения известкового раствора в почве требуется от 1 до 9 месяцев.