RU2709737C1

RU2709737C1 - Биологически активный органо-минеральный комплекс и способ его получения

Info

Publication number: RU2709737C1
Application number: RU2019103138A
Authority: RU
Inventors: Наталья Ивановна Санжарова; Константин Владимирович Петров; Александр Николаевич Ратников; Дмитрий Георгиевич Свириденко; Алексей Афанасьевич Суслов; Игорь Анатольевич Иванов; Николай Геннадьевич Иванкин
Priority date: 2019-02-04
Filing date: 2019-02-04
Publication date: 2019-12-19

Abstract

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Биологически активный органо-минеральный комплекс изготовлен из гуматсодержащего вещества - торфа и содержит элементы минерального питания растений и микроэлементы. В состав комплекса вводят в качестве азотно-аммиачной составляющей нитрат аммония NH₄NO₃ при следующем соотношении компонентов, вес.%: торф сухой - 4,9, гидроокись калия КОН -12,4, ортофосфорная кислота Н₃РО₄ - 12,4, нитрат аммония NH₄NO₃ - 9,1, бор Н₃ВО₃ - 0,113, молибден (NH₄)₆Mo₇O₂₄ - 0,034, марганец KMnO₄ - 0,053, вода H₂O - 61. Изобретение касается также способа получения биологически активного органо-минерального комплекса. Осуществляют кавитационное диспергирование измельченного торфа водой при соотношении торф:вода, равном 1:10. В полученную суспензию добавляют в соотношении 1:2,5 гидроокись калия, а гидролиз смеси осуществляют в реакторе в течение 20 мин при непрерывном смешивании. Затем щелочную смесь на водяной бане прогревают в течение 1-1,5 ч при температуре 65-80°С и пропускают через проточную камеру ультразвукового диспергатора со скоростью 0,3 литра в мин. После этого горячую смесь нейтрализуют при непрерывном перемешивании ортофосфорной кислотой, разбавленной водой в соотношении 1:1, до рН смеси, равной 7,0-7,5. В смесь вводят нитрат аммония в количестве 9,1%, при соотношении NH₄NO₃:сухой торф, равном 1:1,9, и микроэлементы. Смесь фильтруют через полимерные сита с диаметром ячеек 100 мкм с получением готового продукта. Техническим результатом является повышение урожайности сельскохозяйственных культур и качества продукции. 2 н.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к технологии получения органо-минеральных комплексов из торфа и органических остатков, и может быть использовано для получения комплексных удобрений, которые повышают урожайность сельскохозяйственных культур и качество продукции. Известны различные типы удобрений, служащие для повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Известно «Органоминеральное удобрение», включающее органическую составляющую бурый уголь, или торф, или гумат калия/натрия, минеральную составляющую, отличающееся тем, что дополнительно содержит хелатирующий агент, при этом в качестве минеральной составляющей содержит соли щелочных и щелочноземельных элементов, а добавка содержит металлургический шлак при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- органическая составляющая	35,0-50,0
- хелатирующий агент	0,1-10,0
- металлургический шлак	15,0-40,0
- соли щелочных и
щелочноземельных элементов	15,0-40,0

Патент РФ на изобретение №2598632, МКИ: C05F 11/02; д. публ. 2015.03.23.

Известен «Способ получения комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия, способ получения комплексного органо-минерального удобрения на основе гумата калия и птичьего помета, способ обогащения корма для животных комплексной органо-минеральной добавкой на основе гумата калия, способ выпаивания с использованием комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия, включающий смешивание торфа, воды и гидроксида калия, отличающийся тем, что смешивание осуществляют с водой температуры 30-41°С, после чего последовательно осуществляют воздушный барботаж полученной смеси с последующим ее измельчением, воздействием ультрафиолетом и вакуумированием. Патент РФ на изобретение №2637126, МКИ: C05F 11/02; д. публ. 2017.11.30.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является «Органо-минеральное комплексное удобрение и способ его получения»

«Органо-минеральное комплексное удобрение содержит в качестве гуматсодержащих веществ торф, минеральные компоненты и питательные микроэлементы, при этом в состав комплекса вводят азотно-аммиачную составляющую в виде мочевины и воду, обработанную УФ-излучением, при следующем соотношении компонентов: вес %

Торф	5,1
Гидроокись калия КОН	11,40
Мочевина CO(NH₂)₂	7,6
Ортофосфорная кислота Н₃РО₄	12,6
Вода H₂O	633

при этом удобрение характеризуется следующим содержанием элементов, вес.%

Азот N	9-14
окись калия K₂O	23-29
Фосфорный ангидрид P₂O₅	23-25
Органическое вещество,	32-45
в котором содержание гуматов калия	9-12

2. Способ получения органо-минерального комплексного удобрения, путем кавитационного диспергировании гуматсодержащих веществ воздействием ультразвуковым излучением, с дальнейшей обработкой ортофосфорной кислотой, с последующим смешиванием полученного раствора со щелочью, и введением в дальнейшем в полученное жидкое гуминовое удобрение питательных микроэлементов, при этом предварительно воду обрабатывают УФ-излучением, затем осуществляют кавитационное диспергирование измельченного торфа этой водой, при соотношении торф : вода, равном 1,6:20, при этом в полученную суспензию добавляют в соотношении 1:1 гидроокись калия, а гидролиз смеси осуществляют в реакторе в течение 10 минут при смешивании и одновременной обработке ее в магнитном поле с магнитной энергией 300 кДж/м3, создаваемым с помощью магнитов из неодим-железо-бариевоего сплава, затем смесь, предварительно обработанную в течение 2-3 минут ультразвуковым излучением, нейтрализуют 100% ортофосфорной кислотой Н₃РО₄ в количестве, необходимом для достижения раствора рН=7-7,5, в том же реакторе в смесь вводят мочевину CO(NH₂)₂, при соотношении мочевина : смесь, равном 1:12, затем твердые примеси отделяют с помощью центрифуги, а полученный продукт снова направляют в реактор, в котором вторично обрабатывают магнитным полем..

Патент РФ на изобретение №2490241, МПК: C05F 11/02, д. публ. 2013.08.20.

К техническому результату относится повышение эффективности действия биологически активного органо-минерального комплекса «ГУМИТОН на урожайность сельскохозяйственных культур за счет получения комплекса с высокимо и сбалансированным содержанием водо-растворимых гуматов калия и элементов минерального питания растений. Кроме того, биологически активный органо-минеральный комплекс «Гумитон» эффективно активизирует биохимические процессы в растениях, стимулирует улучшение их иммунитета, значительно увеличивает возможность корневого и не корневого питания растений, в результате чего значительно повышается урожайность сельскохозяйственных культур и качество продукции.

Технический результат достигается за счет того, что: 1. Биологически активный органо-минеральный комплекс, изготовлен из гуматсодержащего вещества - торфа, и содержит элементы минерального питания растений и микроэлементы. При этом в состав комплекса вводят, в качестве азотно-аммиачной составляющей нитрат аммония (NH₄NO₃) при следующем соотношении компонентов: вес %

Торф (сухой)	4,9
Гидроокись калия (KOH)	12,4
Ортофосфорная кислота (Н₃РО₄)	12,4
Нитрат аммония (NH₄NO₃)	9,1
Бор(H₃BO₃)	0,113
Молибден ((NH₄)₆Mo₇O₂₄)	0,034
Марганец (KMnO₄)	0,053
Вода (H₂O)	61,

при этом полученное удобрение характеризуется следующим содержанием элементов: вес.%

Азот N	12,0
Калий K₂O	30,3
Фосфор P₂O₅	23,0
Органическое вещество	20,1
в т.ч. водо-растворимых гуматов
Бор В	0,268
Молибден Мо	0,098
Марганец Mn	0,134
Зольный остаток, содержащий	14,1
окислы и соли Са; Mg; Fe..

2. Способ получения биологически активного органо-минерального комплекса путем кавитационного диспергировании гуматсодержащих веществ с дальнейшей обработкой ортофосфорной кислотой, с последующим смешиванием полученного раствора со щелочью, и введением в дальнейшем в полученный комплекс элементов минерального питания растений. При этом осуществляют кавитационное диспергирование измельченного торфа водой, при соотношении торф : вода, равном 1:10. При этом в полученную суспензию добавляют в соотношении 1:2,5 гидроокись калия, а гидролиз смеси осуществляют в реакторе в течение 20 минут при непрерывном смешивании. Затем щелочную смесь, на водяной бане прогревают в течение 1-1,5 часов при 65-80°С и пропускают через проточную камеру ультразвукового диспергатора со скоростью 0,3 литра в мин. После этого горячую смесь нейтрализуют при непрерывном перемешивании ортофосфорной кислотой Н₃РО₄, разбавленной водой в соотношении 1:1, до рН смеси, равной 7,0-7,5. Затем в смесь вводят нитрат аммония (NH₄NO₃) в количестве 9,1%, при соотношении (NH₄NO₃) : сухой торф, равном 1:1,9, и микроэлементы: бор в виде Н₃ВО₃, молибден в виде NH₄)₆Mo₇O₂₄ и марганец в виде KMnO₄. Наконец смесь фильтруют через полимерные сита с диаметром ячеек 100 мкм с получением готового продукта.

Примеры конкретного получения биологически активного органо-минерального комплекса, выполнения способа его получения.

Способ получения биологически активного органо-минерального комплекса «ГУМИТОН», основан на поэтапном, глубоком разложении гуматсодержащего материала (торфа) и синтезе новых активных соединений гуматной природы. Основополагающая роль в данном процессе принадлежит торфу. Он должен отвечать следующим характеристикам:

1. Тип торфа - низинный

2. рН - 4,0-6,5

3. Степень разложения органического материала - более 50%

4. Зольность 10-14,1%

5. Содержание органических соединений - более 50%

6. Содержание гуминовых веществ - более 35%

7. Глинистые и песчаные включения - не допускаются

8. Наиболее подходящими для представляемой задачи являются фрезерные низинные торфа.

Технологический процесс получения биологически-активного органо-минерального комплекса ГУМИТОН:

1. Лабораторным влагомером определяется влажность торфа, для корректировки его соотношения с водой.

2. На технических электронных весах взвешиваются все компоненты (торф, вода, гидроокись калия, ортофосфорная кислота, нитрат аммония, соли микроэлементов).

3. Исходное сырье (торф) помещается в водно-торфяной измельчитель, заливается водой в соотношении 1:10 и обрабатывается в течение 20 минут при 2700-3000 об./мин. измельчающего вала с крыльчаткой.

4. Фильтрование полученной суспензии через сита (металлическое, пластиковое) с диаметром ячеек 1,5-2,0 мм., (с целью освобождения от крупных растительных остатков).

5. При введении гидроокиси калия в торфо-водяную суспензию в соотношении 1:2,5 от количества сухого торфа (12,4%) его концентрация в растворе достигает 25-30%. За счет экзотермической реакции растворения гидроокиси калия в воде температура суспензии поднимается до 65-80°С.

6. После полного растворения КОН, которое проходит за 15-20 минут, горячая щелочная суспензия перекачивается в щелочной миксер из нержавеющей стали, где обрабатывается в течение 20 минут при 2700-3000 об./мин.

7. После щелочного миксера суспензия фильтруется через сито из нержавеющей стали (1.0 мм) в емкость из нержавеющей стали, который помещается в водяную баню где прогревается в течении 1,0-1,5 часов.

8. Прогретая щелочная суспензия, с помощью перистальтического насоса пропускается через проточную камеру Ультразвукового диспергатора УЗГ6-4/22(18) со скоростью 0,3 литра в минуту, что соответствует 10 минутной обработке единицы объема.

9. Обработанная ультразвуком щелочная суспензия помещается в емкость из нержавеющей стали в которой проводится нейтрализация разбавленной водой в пропорции 1:1 ортофосфорной кислотой, при интенсивном перемешивании специальной погружной низкооборотной мешалкой.

рН нейтрализованной суспензии не должна быть ниже значения 7,0-7,5.

Недопустимо даже временное, локальное, снижение значения рН ниже 6.0. При этом происходит коагуляция высокомолекулярных форм гуминовых кислот и оснований, резко снижается их растворимость в воде и практически не восстанавливается при дальнейшем повышении рН. Содержание водорастворимых гуматов является ведущим показателем в оценке качества гуминовых препаратов, в связи с этим к процессу нейтрализации следует относиться с особым вниманием.

10. После нейтрализации в горячую суспензию вводится азот в форме нитрата аммония (аммиачная селитра) в количестве 9,1% (в соотношении 1:1,9 от количества сухого торфа);

11. Дополнительные микроэлементы (В, Мо, Mn) вводятся в виде борной кислоты, молибденокислого аммония, марганцевокислого калия с учетом кислотно щелочного баланса основной матрицы (кислые соли подщелачиваются, а щелочные подкисляются до нейтральной среды)

12. После растворения всех добавленных веществ и полного остывания комплекса проводится фильтрация через полимерные сита с диаметром ячеек 100 мкм (0,1 мм), что обеспечивает свободное прохождение разбавленного водой комплекса через форсунки опрыскивателей. В процессе производства, за счет применяемых реактивов, получаемый, биологически активный органо-минеральный комплекс ГУМИТОН обеспечен минеральными элементами питания растений в количестве: вес %

Азот N	12,0
Калий K₂O	30,3
Фосфор P₂O₅	23,0
Органическое вещество в т.ч. водорастворимых гуматов	20,1
Бор В	0,268
Молибден Мо	0,098
Марганец Mn	0.134
Зольный остаток, содержащий	14,1
окислы и соли Са; Mg; Fe.

«Гумитон» хорошо растворим в воде и может применяться с использованием традиционных технологий внесения жидких агрохимикатов, совместим с большинством промышленнно используемых удобрений и средств защиты растений.

Следовательно биологически активный органо-минеральный комплекс «Гумитон»,, и способа его получения, предложенный в качестве изобретения, позволяет получить комплекс, который за счет высокого, сбалансированного содержания в нем водо-растворимых гуматов калия и элементов минерального питания растений г также повышенной, по сравнению с аналогами, доступностью для растений, активизирует биохимические процессы в растениях, стимулирует улучшение их иммунитета, увеличивает эффективность корневого и не корневого питания растений, в результате чего значительно повышается урожайность сельскохозяйственных культур и качестве продукции.

Claims

1. Биологически активный органо-минеральный комплекс, изготовленный из гуматсодержащего вещества - торфа, содержащий элементы минерального питания растений и микроэлементы, отличающийся тем, что в состав комплекса вводят в качестве азотно-аммиачной составляющей нитрат аммония NH₄NO₃ при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Торф сухой 4,9 Гидроокись калия КОН 12,4 Ортофосфорная кислота Н₃РО₄ 12,4 Нитрат аммония NH₄NO₃ 9,1 Бор Н₃ВО₃ 0,113 Молибден (NH₄)₆Mo₇O₂₄ 0,034 Марганец KMnO₄ 0,053 Вода H₂O 61,

при этом удобрение характеризуется следующим содержанием элементов, вес.%:

Азот N 12,0 Калий К₂O 30,3 Фосфор P₂O₅ 23,0 Органическое вещество, в т.ч. водорастворимых гуматов 20,1 Бор В 0,268 Молибден Мо 0,098 Марганец Mn 0,134 Зольный остаток, содержащий окислы и соли Са, Mg, Fe 14,1

2. Способ получения биологически активного органо-минерального комплекса путем кавитационного диспергирования гуматсодержащих веществ с дальнейшей обработкой ортофосфорной кислотой, с последующим смешиванием полученного раствора со щелочью и введением в дальнейшем в полученный комплекс элементов минерального питания растений, отличающийся тем, осуществляют кавитационное диспергирование измельченного торфа водой при соотношении торф:вода, равном 1:10, при этом в полученную суспензию добавляют в соотношении 1:2,5 гидроокись калия, а гидролиз смеси осуществляют в реакторе в течение 20 мин при непрерывном смешивании, затем щелочную смесь на водяной бане прогревают в течение 1-1,5 ч при температуре 65-80°С и пропускают через проточную камеру ультразвукового диспергатора со скоростью 0,3 литра в мин, после этого горячую смесь нейтрализуют при непрерывном перемешивании ортофосфорной кислотой Н₃РО₄, разбавленной водой в соотношении 1:1, до рН смеси, равной 7,0-7,5, затем в смесь вводят нитрат аммония NH₄NO₃ в количестве 9,1%, при соотношении NH₄NO₃:сухой торф, равном 1:1,9, и микроэлементы: бор в виде Н₃ВО₃, молибден в виде (NH₄)₆Mo₇O₂₄ и марганец в виде KMnO₄, смесь фильтруют через полимерные сита с диаметром ячеек 100 мкм с получением готового продукта.