RU2741090C1 - Method of producing an organomineral additive - Google Patents

Abstract

FIELD: agriculture.SUBSTANCE: invention relates to the agriculture. Disclosed is a method of producing an organomineral additive based on potassium humate, according to which successively following steps are carried out: peat flushing with water with temperature of 18-25°C and mechanical milling to dusty state, peat oxidation with air mixture, treatment of obtained mixture first by infrared radiation, then with UV radiation, preparation of mixture in deep vacuum, cavitation treatment, leaching with caustic potassium, separation into sediment and amino acids by layers. Residue is stirred until the end product is obtained.EFFECT: invention provides higher biological activity of the additive based on potassium humate.1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно, к способу получения органоминеральной добавки на основе торфа, которая может найти применение в качестве органоминерального удобрения, а также в качестве добавки к корму для животных или как БАД.The invention relates to agriculture, in particular, to a method for producing an organomineral supplement based on peat, which can be used as an organomineral fertilizer, as well as an additive to animal feed or as a dietary supplement.

Из уровня техники известны различные способы получения органоминеральных добавок.Various methods are known in the art for preparing organomineral supplements.

Так, из патента РФ № 2709745 (опубликован 19.12.2019) известен способ производства комплексного органоминерального вещества на основе гумата калия, которое может использоваться в качестве удобрения, кормовых добавок и БАД.  Способ заключается в том, что используют торф, сырье засыпают в дисольвер в определенной последовательности: сначала примерно 80% торфа, далее гидроксид КОН, затем оставшийся просеянный торф; подают воду с температурой 60°С; перемешивают, барботируют; полученную массу перекачивают посредством насоса через фильтр в вакуумный реактор на 80 минут; в реакторе смесь прогоняют через гомогенизатор; после этого продукт перекачивают в отстойники, где отстаивают не менее 12 часов; готовый продукт при розливе подвергают ультрафиолетовому облучению.So, from the patent of the Russian Federation No. 2709745 (published on December 19, 2019) a method is known for the production of a complex organic-mineral substance based on potassium humate, which can be used as fertilizer, feed additives and dietary supplements. The method consists in the fact that peat is used, the raw material is poured into the dissolver in a certain sequence: first, about 80% of peat, then KOH hydroxide, then the remaining sieved peat; water is supplied at a temperature of 60 ° C; mix, bubble; the resulting mass is pumped through a pump through a filter into a vacuum reactor for 80 minutes; in the reactor, the mixture is run through a homogenizer; after that, the product is pumped into sedimentation tanks, where it is defended for at least 12 hours; the finished product is exposed to ultraviolet irradiation during filling.

В описании к патенту РФ № 2573358 (опубликован 20.01.2016) известен способ получения гуминового препарата, используемого в качестве стимуляторов роста и развития растений, который включает предварительную гидродинамическую обработку воды, измельчение торфа и приготовление водно-торфяной суспензии, озонирование водно-торфяной суспензии, воздействие щелочным реагентом, кавитацию, гидратацию и отделение жидкой фракции, причем количество щелочного реагента, необходимого для обработки торфоводяной суспензии, определяется реакцией нейтрализации водной суспензии торфа (в пропорции 1:3) калийной щелочью до pH 6,5-7,5.In the description of the patent of the Russian Federation No. 2573358 (published on 01.20.2016) there is a known method of obtaining a humic preparation used as stimulators of plant growth and development, which includes preliminary hydrodynamic treatment of water, grinding peat and preparing a water-peat suspension, ozonization of a water-peat suspension, exposure to an alkaline reagent, cavitation, hydration and separation of a liquid fraction, and the amount of an alkaline reagent required for processing a peat-water suspension is determined by the neutralization reaction of an aqueous peat suspension (in a ratio of 1: 3) with potassium alkali to pH 6.5-7.5.

Наиболее близким аналогом к патентуемому решению является способ получения комплексной органоминеральной добавки, который заключается в смешивании торфа, гидроксида калия с водой температуры 30-41°C, после чего последовательно осуществляют воздушный барботаж полученной смеси с последующим ее измельчением, воздействием ультрафиолетом и вакуумированием (патент РФ № 2637126, опубликован 30.11.2017). The closest analogue to the patented solution is a method for obtaining a complex organomineral additive, which consists in mixing peat, potassium hydroxide with water at a temperature of 30-41 ° C, after which air bubbling of the resulting mixture is sequentially carried out, followed by its grinding, exposure to ultraviolet light and evacuation (RF patent No. 2637126, published November 30, 2017).

Недостатком известного способа является недостаточная эффективность добавки ввиду меньшей биологической активности.The disadvantage of this method is the lack of effectiveness of the additive due to the lower biological activity.

Технической проблемой заявленного способа является устранение указанного недостатка.The technical problem of the claimed method is the elimination of this drawback.

Техническим результатом является повышение биологической активности добавки на основе гумата калия, полученной предложенным способом, повышение ее эффективности, питательных свойств со снижением ее расхода при использовании.The technical result is to increase the biological activity of the additive based on potassium humate, obtained by the proposed method, increase its effectiveness, nutritional properties with a decrease in its consumption during use.

Заявленный технический результат достигается при использовании органоминеральной добавки на основе гумата калия, полученной способом, заключающимся в последовательном осуществлении следующих стадий:The claimed technical result is achieved by using an organomineral additive based on potassium humate, obtained by a method consisting in the sequential implementation of the following stages:

- промывка торфа водой с температурой 18-25°С и механическое измельчение до пылеобразного состояния;- washing of peat with water at a temperature of 18-25 ° C and mechanical grinding to a dusty state;

- окисление торфа воздушной смесью;- oxidation of peat with an air mixture;

- обработка полученной смеси сначала ИК-излучением, потом УФ-излучением;- processing the resulting mixture first with IR radiation, then with UV radiation;

- подготовка смеси в глубоком вакууме;- preparation of the mixture in a deep vacuum;

- кавитационная обработка;- cavitation treatment;

- выщелачивание едким калием;- leaching with caustic potassium;

- после выщелачивания смесь под собственным весом разделяют на осадок и аминокислоты по слоям.- after leaching, the mixture is separated under its own weight into sediment and amino acids in layers.

Что достигается (какой эффект) при осуществлении каждой стадии: Будут обратимыми реакции. В этом диапазоне необратимость реакцийWhat is achieved (what effect) in the implementation of each stage: The reactions will be reversible. In this range, the irreversibility of reactions

- диапазон температуры воды 18-25°С для промывки торфа выбран исходя из того, что в данном диапазоне не происходит разрушение аминокислот, а пылеообразное (до 0,1 мм) состояние торфа позволяет максимально их экстрагировать водой. - the range of water temperature 18-25 ° C for washing peat is selected on the basis that in this range there is no destruction of amino acids, and the dusty (up to 0.1 mm) state of peat allows them to be extracted with water as much as possible.

- окисление полученной суспензии воздушной смесью;- oxidation of the resulting suspension with an air mixture;

- обработка суспензии сначала ИК-излучением, потом УФ-излучением позволяет предварительно пастеризовать суспензию перед ее обеззараживанием, сохранив в ней все витамины, микроэлементы и аминокислоты. Длина волн ИК-излучения для пастеризации может быть выбрана из диапазона от 1200 до 3500 нанометров;- processing of the suspension first with IR radiation, then with UV radiation allows you to pre-pasteurize the suspension before disinfecting it, preserving all vitamins, trace elements and amino acids in it. The wavelength of IR radiation for pasteurization can be selected from the range of 1200 to 3500 nanometers;

- подготовка суспензии в глубоком вакууме с нагревом до 40-65°С позволяет полностью выделить аминокислоты. Вакуумирование инициирует реакции ионного обмена в суспензии, при этом не происходит разрушение ДНК аминокислот. Что позволяет получить сырье, в котором в хелатных формах находятся 30 макро- и микроэлементов, 20 аминокислот, 8 групп витаминов и 102 функциональные группы, жизненно необходимые растениям и животным;- preparation of a suspension in high vacuum with heating to 40-65 ° C allows you to completely isolate amino acids. Evacuation initiates ion exchange reactions in the suspension, without the destruction of DNA amino acids. That allows you to obtain raw materials in which there are 30 macro- and microelements, 20 amino acids, 8 groups of vitamins and 102 functional groups in chelated forms, vital for plants and animals;

- кавитационная обработка;- cavitation treatment;

- выщелачивание гидроксидом калия.- leaching with potassium hydroxide.

После выщелачивания смесь разделяют в разделительной колонне (например, отстойник). Разделение смеси на осадок и аминокислоты происходит под собственным весом, при этом аминокислоты разделяются по слоям. Осадок на гомогенизаторе перемешивают и получают конечный продукт.After leaching, the mixture is separated in a separating column (eg settler). Separation of the mixture into sediment and amino acids occurs under its own weight, while amino acids are separated into layers. The precipitate is stirred on the homogenizer and the final product is obtained.

Таким образом, за счет сохранения ДНК аминокислот и полной их экстракции повышается эффективность и биологическая активность добавки, что приводит к сокращению ее расхода.Thus, due to the preservation of the DNA of amino acids and their complete extraction, the efficiency and biological activity of the additive increases, which leads to a reduction in its consumption.

Целевым продуктом предлагаемого способа является гуминовый препарат, содержащий смесь гуминовых кислот, солей гуминовых кислот и минеральные компоненты исходных продуктов.The target product of the proposed method is a humic preparation containing a mixture of humic acids, salts of humic acids and mineral components of the starting products.

Повышение эффективности добавки на основе гумата калия достигается благодаря совокупности осуществления всех указанных стадий, режимы каждой из которых являются наиболее щадящими относительно содержащихся в суспензии аминокислот, микроэлементов и витаминов.An increase in the effectiveness of an additive based on potassium humate is achieved due to the combination of the implementation of all these stages, the modes of each of which are the most sparing in relation to the amino acids, microelements and vitamins contained in the suspension.

Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.

В качестве сырья использовали низинный торф высокой степени разложения. Торф предварительно промывают водой с температурой 18-25°С, после чего воду отделяют на любом разделительном устройстве (фильтр, сепаратор, отстойник), отделенный осадок, представляющий собой гелеобразную суспензию подают в вакуумный реактор, полученную суспензию подвергают механическому измельчению в диспергаторе до размеров частиц до 0,1 мм. Затем с помощью барботажа окисляют суспензию воздушной смесью в течение 30-60 минут, при этом воздушная смесь берется из расчета 1 м³ на 900-1500 г торфа.Low-lying peat with a high degree of decomposition was used as a raw material. Peat is preliminarily washed with water at a temperature of 18-25 ° C, after which the water is separated on any separation device (filter, separator, settler), the separated precipitate, which is a gel-like suspension, is fed into a vacuum reactor, the resulting suspension is mechanically ground in a disperser to particle size up to 0.1 mm. Then, using bubbling, the suspension is oxidized with an air mixture for 30-60 minutes, while the air mixture is taken at the rate of 1 m ³ per 900-1500 g of peat.

После чего полученную смесь сначала подвергают ИК-излучению в течение 6-10 минут, потом УФ-излучением в течение 3-5 минут и направляют на подготовку в глубоком вакууме при температуре +40÷+65°С в течение 20 минут с последующей кавитационной обработкой в гомогенизаторе в течение 10÷15 минут и выщелачиванием гидроксидом калия с расходом 30 г на 1 кг в течение 1,2-1,5 часов.After that, the resulting mixture is first subjected to IR radiation for 6-10 minutes, then UV radiation for 3-5 minutes and sent for preparation in a deep vacuum at a temperature of + 40 ÷ + 65 ° C for 20 minutes, followed by cavitation treatment in a homogenizer for 10-15 minutes and leaching with potassium hydroxide at a rate of 30 g per 1 kg for 1.2-1.5 hours.

После выщелачивания смесь разделяют в разделительной колонне (например, отстойник). Разделение смеси на осадок и аминокислоты происходит под собственным весом, при этом аминокислоты разделяются по слоям. Осадок на гомогенизаторе перемешивают и получают конечный продукт.After leaching, the mixture is separated in a separating column (eg settler). Separation of the mixture into sediment and amino acids occurs under its own weight, while amino acids are separated into layers. The precipitate is stirred on the homogenizer and the final product is obtained.

Полученную таким образом добавку использовали в качестве добавки в корм сельскохозяйственным животным, для обработки растений во время вегетации, а также для обработки загрязненных почв.The additive obtained in this way was used as an additive in feed for farm animals, for treating plants during the growing season, as well as for treating contaminated soils.

Для животноводства и птицеводства в корм добавляют от порядка 0,8 л до порядка 5 л добавки, полученной вышеуказанным способом, в зависимости от типа корма.For livestock and poultry farming, from about 0.8 liters to about 5 liters of the additive obtained by the above method is added to the feed, depending on the type of feed.

В зеленые корма добавляют 1,8-5 л добавки на 1 т корма. В грубые корма добавляют 1,553 л на 1 т корма.Add 1.8-5 liters of additive to green forage per 1 ton of forage. In roughage add 1.553 liters per 1 ton of feed.

В комбикорма для животных добавляют 1-5 л добавки на 1 т корма. В комбикорма для птиц добавляют 0,5-4 л добавки на 1 т корма.1-5 liters of additives per 1 ton of feed are added to animal feed. In compound feed for birds add 0.5-4 liters of additives per 1 ton of feed.

Способ выпаивания с использованием комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия осуществляют следующим образом.The method of drinking water using a complex organomineral additive based on potassium humate is carried out as follows.

На 1 м³ воды берут 0,3-2,5 л добавки, полученной вышеуказанным способом, и используют для выпаивания животных. В животноводстве используют 1,5-3.5 л добавки на 1 м³ воды, в птицеводстве – 0,3-2 л добавки на 1 м³ воды.For 1 m ^{3 of} water take 0.3-2.5 l of the additive obtained by the above method, and used for watering animals. In animal husbandry, 1.5-3.5 liters of additives are used per 1 m ^{3 of} water, in poultry farming - 0.3-2 liters of additives per 1 m ^{3 of} water.

Результаты обработки растения во время вегетации с применением в однобаковой смеси комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия, полученной заявляемым способом, показаны в таблице 1. Пшеница озимая (сорт «Комплимент») с. Гуриновка. Экспериментальный участок обрабатывался добавкой, полученной заявленным способом, а контрольный – добавкой, принятой в качестве наиболее близкого аналога.The results of plant processing during the growing season with the use of a complex organic-mineral additive based on potassium humate, obtained by the claimed method, in a single-tank mixture, are shown in table 1. Winter wheat (variety "Compliment") p. Gurinovka. The experimental site was treated with an additive obtained by the claimed method, and the control site was treated with an additive adopted as the closest analogue.

Поле № 015823Field No. 015823 Площадь, гаArea, ha Урожайность, тProductivity, t Урожайность с 1 га, тProductivity from 1 hectare, t Экспериментальный участокExperimental site 2020 62, 4762, 47 3,1253.125 Контрольный участокControl plot 2020 53,0553.05 2,6622.662

Применение комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия, полученной заявляемым способом, для очистки почвы от нефтепродуктов.The use of a complex organomineral additive based on potassium humate, obtained by the claimed method, for cleaning the soil from oil products.

Образец почвы массой 1,2 кг был измельчен, просеян через сито с диаметром отверстий 0,1 мм, и увлажнен до 50-60% влажности. В образец была добавлена аликвота нефти, соответствующая 10% загрязнения. Образец был тщательно перемешан на механической мешалке в течение 20 минут.A soil sample weighing 1.2 kg was crushed, sieved through a sieve with a hole diameter of 0.1 mm, and moistened to 50-60% moisture. An aliquot of oil corresponding to 10% contamination was added to the sample. The sample was thoroughly mixed on a mechanical stirrer for 20 minutes.

Далее образец почвы был разделен на шесть порций по 200 г. Одна порция была оставлена в качестве контроля, в остальные были добавлены аликвоты комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия и тщательно перемешаны в течении 20 минут. Полученные образцы поместили в пластиковые поддоны.Then the soil sample was divided into six portions of 200 g each. One portion was left as a control, the rest were aliquoted with a complex organic mineral additive based on potassium humate and thoroughly mixed for 20 minutes. The samples obtained were placed in plastic trays.

Определение содержания нефтепродуктов в почве проводили каждые 4 дня.Determination of the content of oil products in the soil was carried out every 4 days.

За время проведения эксперимента влажность образцов поддерживали на оптимальном уровне 50-60%. Температура в помещении лаборатории поддерживалась в пределах 20-23°C.During the experiment, the moisture content of the samples was maintained at an optimal level of 50-60%. The temperature in the laboratory room was maintained within the range of 20-23 ° C.

Дополнительно были заложены образцы незагрязненной почвы с различными дозами комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия (в качестве внутреннего контроля, необходимого для определения содержания нефтепродуктов).Additionally, samples of uncontaminated soil with various doses of a complex organomineral additive based on potassium humate were laid (as an internal control required to determine the content of oil products).

Во всех вариантах опыта за первые 4 дня произошло снижение содержания нефти до 56% от исходного, что связано с испарением легких фракций нефти.In all variants of the experiment, in the first 4 days, the oil content decreased to 56% of the original, which is associated with the evaporation of light fractions of oil.

Как показали анализы контрольного варианта, в последующие дни скорость разложения углеводородов нефти заметно упала и на 12 день наблюдений уровень загрязнения почвы компонентами нефти стабилизировался и составил около 23% от исходного. В дальнейшем содержание нефтепродуктов в почве почти не изменялось, и по окончании 4-х недель опыта составило на контроле 22,5%. На основании этих данных можно сделать вывод, что по исследуемым показателям почва перешла в стационарное состояние, в котором может устойчиво находится длительный срок.As shown by the analyzes of the control variant, in the following days the rate of decomposition of oil hydrocarbons significantly decreased and on the 12th day of observations the level of soil contamination with oil components stabilized and amounted to about 23% of the initial value. Subsequently, the content of oil products in the soil remained almost unchanged, and at the end of 4 weeks of the experiment it was 22.5% in the control. Based on these data, it can be concluded that, according to the studied parameters, the soil has passed into a stationary state, in which it can be stable for a long time.

В вариантах опыта с применением различных доз комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия наблюдается схожая динамика изменения содержания в почве нефтепродуктов. Максимальное снижение содержания нефтепродуктов наблюдалось в варианте с внесением в почву 200 г/кг комплексной органоминеральной добавки на основе гумата калия. In the variants of the experiment with the use of various doses of a complex organomineral additive based on potassium humate, a similar dynamics of changes in the content of oil products in the soil is observed. The maximum decrease in the content of oil products was observed in the variant with the introduction of 200 g / kg of a complex organomineral additive based on potassium humate into the soil.

Добавка в составе удобрения активно связывает тяжелые металлы в почве, нивелирует солнечную и прочую радиацию, ускоряет дыхание клетки, образование хлорофилла, перевода клеточного сока в гель, что позволяет не терять времени на вегетацию растений при высоких и низких температурах, позволяет быстро и в больших количествах накапливать матричную РНК. Применение добавки в качестве удобрения позволяет сократить количество минеральных удобрений и химических средств защиты растений до 80%.The additive in the composition of the fertilizer actively binds heavy metals in the soil, neutralizes solar and other radiation, accelerates cell respiration, the formation of chlorophyll, the transfer of cell sap into a gel, which allows you not to waste time on the vegetation of plants at high and low temperatures, allows you to quickly and in large quantities accumulate messenger RNA. The use of the additive as a fertilizer can reduce the amount of mineral fertilizers and plant protection chemicals by up to 80%.

Комплексное органоминеральное удобрение на основе гумата калия и птичьего помета, получаемое заявляемым способом, является мощным почвомодификатором, помогает бороться с опустыниванием земель и отказаться от минеральных удобрений.Complex organomineral fertilizer based on potassium humate and poultry manure, obtained by the claimed method, is a powerful soil modifier, helps to combat land desertification and abandon mineral fertilizers.

Claims (2)

1. Способ получения органоминеральной добавки на основе гумата калия, заключающийся в том, что последовательно осуществляют промывку торфа водой температурой 18-25°С, механическое измельчение до пылеобразного состояния, окисление полученной суспензии воздушной смесью в течение 50 минут, при этом воздушную смесь для окисления берут из расчета 1 м³ на 90 г торфа, далее смесь обрабатывают сначала ИК-излучением в течение 6 минут, потом УФ-излучением в течение 6 минут, подготовку суспензии в глубоком вакууме, кавитационную обработку в течение 10 минут и выщелачивание гидроксидом калия в течение 12 часов, после выщелачивания смесь под собственным весом разделяют на осадок и аминокислоты по слоям, осадок перемешивают до получения конечного продукта.1. A method of obtaining an organomineral additive based on potassium humate, which consists in the fact that peat is sequentially washed with water at a temperature of 18-25 ° C, mechanical grinding to a dusty state, oxidation of the resulting suspension with an air mixture for 50 minutes, while the air mixture for oxidation take at the rate of 1 m ³ per 90 g of peat, then the mixture is treated first with IR radiation for 6 minutes, then with UV radiation for 6 minutes, preparation of a suspension in a high vacuum, cavitation treatment for 10 minutes and leaching with potassium hydroxide for 12 hours, after leaching, the mixture is separated under its own weight into sediment and amino acids in layers, the sediment is stirred until the final product is obtained. 2. Способ получения органоминеральной добавки на основе гумата калия по п.1, отличающийся тем, что подготовку в глубоком вакууме осуществляют при температуре +40°С.2. A method of obtaining an organomineral additive based on potassium humate according to claim 1, characterized in that the preparation in a deep vacuum is carried out at a temperature of + 40 ° C.