RU105905U1

RU105905U1 - INSTALLATION FOR OBTAINING A WATER DISPERSION OF BIOGUMUS

Info

Publication number: RU105905U1
Application number: RU2010141653/21U
Authority: RU
Inventors: Олег Васильевич Ириков; Максим Александрович Промтов
Original assignee: Олег Васильевич Ириков; Максим Александрович Промтов
Priority date: 2010-10-11
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2011-06-27

Abstract

1. Установка для получения водной дисперсии биогумуса, содержащая последовательно соединенные емкость исходной суспензии, промежуточную емкость, емкость готового продукта, отличающаяся тем, что после емкости исходного продукта и перед промежуточной емкостью установлена мельница предварительного помола частиц суспензии. ! 2. Установка для получения водной дисперсии биогумуса по п.1, отличающаяся тем, что после промежуточной емкости и перед емкостью готового продукта установлен экстрактор биологически активных веществ. ! 3. Установка для получения водной дисперсии биогумуса по п.2, отличающаяся тем, что после промежуточной емкости и перед экстрактором установлен насос для подачи суспензии под давлением. ! 4. Установка для получения водной дисперсии биогумуса по п.1, отличающаяся тем, что в емкости исходного продукта и в промежуточной емкости установлены мешалки. ! 5. Установка для получения водной дисперсии биогумуса по п.2, отличающаяся тем, что в качестве экстрактора биологических ценных веществ применяется роторный импульсный аппарат. ! 6. Установка для получения водной дисперсии биогумуса по п.1, отличающаяся тем, что в качестве мельницы предварительного помола, применяется дезинтегратор, дисмембратор или истирающая мельница. 1. Installation for producing an aqueous dispersion of vermicompost containing serially connected capacity of the initial suspension, an intermediate capacity, the capacity of the finished product, characterized in that after the capacity of the initial product and in front of the intermediate tank installed mill grinding particles of the suspension. ! 2. Installation for producing an aqueous dispersion of vermicompost according to claim 1, characterized in that after the intermediate tank and before the tank of the finished product, an extractor of biologically active substances is installed. ! 3. Installation for producing an aqueous dispersion of vermicompost according to claim 2, characterized in that after the intermediate tank and in front of the extractor a pump is installed for supplying the suspension under pressure. ! 4. Installation for producing an aqueous dispersion of vermicompost according to claim 1, characterized in that mixers are installed in the container of the initial product and in the intermediate container. ! 5. Installation for producing an aqueous dispersion of vermicompost according to claim 2, characterized in that a rotary pulse apparatus is used as an extractor of biological valuable substances. ! 6. Installation for producing an aqueous dispersion of vermicompost according to claim 1, characterized in that as a pre-grinding mill, a disintegrator, dismembrator or abrasive mill is used.

Description

Полезная модель относится к техническим устройствам для получения водной дисперсии биогумуса и может быть использована в сельскохозяйственной и химической отраслях промышленности.The utility model relates to technical devices for producing an aqueous dispersion of vermicompost and can be used in agricultural and chemical industries.

Биогумус - это высокомолекулярное органическое соединение, которое включает циклическую структуру и алифатические цепи, полученные в результате переработки червями органических веществ. Биогумус используется в сельском хозяйстве в качестве высококачественного, экологически чистого удобрения.Biohumus is a high molecular weight organic compound that includes a cyclic structure and aliphatic chains resulting from the processing of organic substances by worms. Biohumus is used in agriculture as a high-quality, environmentally friendly fertilizer.

Известен способ и устройство для получения биогумуса (патент России №2116266, C02F 11/02) содержащее последовательно соединенные термореактор, бункерный биофильтр, башенный фильтр, флотатор, емкости готовой продукции и червей.A known method and device for producing vermicompost (Russian patent No. 2116266, C02F 11/02) containing a series-connected thermoreactor, bunker biofilter, tower filter, flotator, tanks of finished products and worms.

Известен способ получения биостимулятора роста и развития растений из гумусодержащих веществ (патент России №2253641, C05F 3/00), предполагающий предварительное замачивание гумусодержащих веществ в воде и перемешивание с последующей щелочной экстракцией, отделение щелочного экстракта и его нейтрализацию. Недостатком данной технологии является применение щелочи и дополнительные расходы энергии и материалов на ее нейтрализацию.A known method of obtaining a biostimulator of the growth and development of plants from humic substances (Russian patent No. 2253641, C05F 3/00), which involves preliminary soaking of the humic substances in water and mixing, followed by alkaline extraction, separation of the alkaline extract and its neutralization. The disadvantage of this technology is the use of alkali and the additional cost of energy and materials to neutralize it.

Известен способ получения жидких биологических активных веществ из биогумуса (патент России №2231513, C05F 11/02), при котором биогумус растворяют водой в соотношении 1:10, экстрагируют в течении 1-2 часов при температуре 23-26°С турбулентными токами воды с последующей естественной биологической ферментацией раствора в течение 3-5 суток. Недостатком данной технологии является длительное время процесса экстрагирования.A known method of producing liquid biological active substances from vermicompost (Russian patent No. 2231513, C05F 11/02), in which vermicompost is dissolved in water in a ratio of 1:10, extracted for 1-2 hours at a temperature of 23-26 ° C with turbulent currents of water with subsequent natural biological fermentation of the solution for 3-5 days. The disadvantage of this technology is the long time of the extraction process.

Технической задачей полезной модели является повышение эффективности технологической установки для получения водной дисперсии биогумуса. Указанная техническая задача достигается тем, что в предлагаемой установке, содержащей последовательно соединенные емкость исходной суспензии, накопительную емкость, емкость готового продукта:The technical task of the utility model is to increase the efficiency of the technological installation for obtaining an aqueous dispersion of vermicompost. The specified technical problem is achieved by the fact that in the proposed installation containing a series-connected capacity of the initial suspension, storage capacity, capacity of the finished product:

- после емкости исходного продукта и перед промежуточной емкостью установлена мельница предварительного помола частиц суспензии;- after the capacity of the initial product and in front of the intermediate tank installed mill pre-grinding particles of the suspension;

- после промежуточной емкости и перед емкостью готового продукта установлен экстрактор биологически активных веществ;- after the intermediate tank and before the tank of the finished product, an extractor of biologically active substances;

- после промежуточной емкости и перед экстрактором установлен насос для подачи суспензии под давлением;- after the intermediate tank and in front of the extractor, a pump is installed to supply the suspension under pressure;

- в емкости исходного продукта и в промежуточной емкости установлены мешалки;- mixers are installed in the container of the initial product and in the intermediate tank;

- в качестве экстрактора биологических ценных веществ, применяется роторный импульсный аппарат;- as an extractor of biological valuable substances, a rotary pulse apparatus is used;

- в качестве мельницы предварительного помола, применяется дезинтегратор, дисмембратор или истирающая мельница.- as a pre-grinding mill, a disintegrator, dismembrator or abrasive mill is used.

На фиг.1 показана технологическая схема установки для получения водной дисперсии биогумуса. Установка содержит емкость исходной суспензии 1, соединенная своим выходным патрубком с входным патрубком мельницы предварительного помола частиц суспензии 2, соединенной выходным патрубком с входным патрубком промежуточной емкости 3, выходной патрубок которой соединен с входным патрубком насоса 4. Выходной патрубок насоса 4 соединен с входными патрубками емкости исходной суспензии 1 и экстрактора биологически активных веществ (роторным импульсным аппаратом) 5. Выходной патрубок экстрактора биологически активных веществ (роторный импульсный аппарат) 5 соединен с входным патрубком емкости готового продукта 6.Figure 1 shows the technological scheme of the installation for obtaining an aqueous dispersion of vermicompost. The installation contains the capacity of the initial suspension 1, connected by its outlet pipe to the inlet of the mill for preliminary grinding of particles of the suspension 2, connected by the outlet pipe to the inlet pipe of the intermediate tank 3, the outlet pipe of which is connected to the inlet of the pump 4. The outlet pipe of the pump 4 is connected to the inlet of the tank the initial suspension 1 and the extractor of biologically active substances (rotary pulse apparatus) 5. The output pipe of the extractor of biologically active substances (rotary impu ice machine) 5 is connected to the inlet pipe of the finished product capacity 6.

В емкости исходной суспензии 1 установлена рамная мешалка 7. В промежуточной емкости 3 установлена лопастная мешалка 8. Для направления и регулирования потоков в гидравлической системе установлены вентили 9. В качестве мельницы предварительного помола 2 может применяться дезинтегратор, дисмембратор или истирающая мельница.In the capacity of the initial suspension 1, a frame mixer 7 is installed. In the intermediate tank 3, a paddle mixer is installed 8. Valves 9 are installed in the hydraulic system for directing and regulating flows. As a pre-grinding mill 2, a disintegrator, dismembrator or abrasive mill can be used.

В качестве экстрактора биологически активных веществ 5 используется роторный импульсный аппарат.As an extractor of biologically active substances 5, a rotary pulse apparatus is used.

Установка работает следующим образом. Исходная водная суспензия биогумуса с необходимой концентрацией твердых частиц по объему заливается в емкость исходной суспензии 1, где предварительно перемешивается рамной мешалкой 7 для поддержания однородности суспензии в объеме емкости. Из емкости исходной суспензии 1 грубодисперсная суспензия подается в мельницу предварительного помола 2, в которой происходит предварительное измельчение частиц суспензии. Измельчению подвергаются частицы, в основном, крупной фракции. Из мельницы предварительного помола 2 суспензия сливается самотеком в промежуточную емкость 3, где происходит ее перемешивание и предварительная гомогенизация по объему лопастной мешалкой 8. Если в суспензии присутствуют недоизмельченные частицы крупной фракции, то суспензия из промежуточной емкости 3 перекачивается насосом 4 в емкость исходной суспензии 1, и направляется на повторное измельчение в мельницу предварительного помола 2.Installation works as follows. The initial aqueous suspension of vermicompost with the required concentration of solid particles by volume is poured into the container of the initial suspension 1, where it is pre-mixed with a frame stirrer 7 to maintain uniformity of the suspension in the volume of the container. From the capacity of the initial suspension 1, the coarse suspension is fed to a pre-grinding mill 2, in which the preliminary grinding of particles of the suspension takes place. Particles, mainly of a large fraction, are crushed. From the pre-grinding mill 2, the suspension is drained by gravity into the intermediate tank 3, where it is mixed and preliminary homogenized by volume with a paddle mixer 8. If the suspension contains coarse particles of coarse fraction, the suspension from the intermediate tank 3 is pumped to the tank of the initial suspension 1, and is sent for re-grinding in a pre-grinding mill 2.

Из промежуточной емкости 3 предварительно измельченная суспензия перекачивается насосом 4 в экстрактор биологически активных веществ - роторный импульсный аппарат (РИА) 5, в котором суспензия подвергается многофакторному воздействию. Многофакторное воздействие состоит из трех основных видов воздействий - механического, акустического и теплового. При механическом воздействии твердые частицы измельчаются, что приводит к увеличению поверхности фазового контакта, открытию пор, механической активации твердых частиц. Разгонно-тормозной характер движения потока жидкости в РИА вызывает пульсации давления и скорости потока жидкости, интенсивную турбулентность и развитую кавитацию. Кумулятивные струйки, возникающие при схлопывании кавитационных пузырьков, оказывают ударное действие на твердые частицы. Акустическое воздействие включает в себя макропульсации давления в потоке жидкости и ударные сферические волны при пульсациях кавитационных пузырьков. Хаотические турбулентные флуктуации скорости различных слоев жидкости создают большие сдвиговые усилия на поверхности твердой частицы, что способствует уменьшению величины диффузионного слоя, усиливает его подвижность, обеспечивает приток свежей жидкости к поверхности частицы. Пульсационное воздействие на твердую частицу в жидкости при пульсациях близлежащих кавитационных пузырьков заключается в создании высокоскоростных потоков жидкости у поверхности частицы. Нагрев суспензии происходит в локальном объеме зазора между ротором и статором за счет сдвиговых течений. Все эти воздействия способствуют увеличению поверхности фазового контакта, относительных скоростей движения фаз и уменьшению величины диффузионного слоя. Дискретное, сконцентрированное и локализованное многофакторное воздействие существенно интенсифицирует процесс массопереноса биоактивных веществ из твердых частиц биогумуса в жидкость за счет большой удельной диссипации энергии в малом объеме за малый интервал времени.From the intermediate tank 3, the pre-ground suspension is pumped by a pump 4 to an extractor of biologically active substances — a rotary pulse apparatus (RIA) 5, in which the suspension is subjected to multifactorial effects. Multifactorial impact consists of three main types of effects - mechanical, acoustic and thermal. During mechanical action, solid particles are crushed, which leads to an increase in the phase contact surface, opening of pores, and mechanical activation of solid particles. The accelerating and braking nature of the fluid flow in the RIA causes pressure pulsations and fluid flow velocities, intense turbulence and developed cavitation. Cumulative trickles arising from the collapse of cavitation bubbles have an impact on solid particles. The acoustic effect includes macro-pulsations of pressure in the fluid flow and shock spherical waves with pulsations of cavitation bubbles. Chaotic turbulent fluctuations in the velocity of various liquid layers create large shear forces on the surface of a solid particle, which helps to reduce the size of the diffusion layer, enhances its mobility, and provides an inflow of fresh liquid to the particle surface. The pulsating effect on a solid particle in a liquid during pulsations of nearby cavitation bubbles consists in creating high-speed fluid flows at the particle surface. The suspension is heated in the local gap between the rotor and stator due to shear flows. All these effects contribute to an increase in the surface of the phase contact, relative velocities of the phases and a decrease in the diffusion layer. The discrete, concentrated and localized multifactorial effect significantly intensifies the process of mass transfer of bioactive substances from solid particles of vermicompost to liquid due to the large specific energy dissipation in a small volume in a short time interval.

Для повышения эффективности процесса экстрагирования биоактивных веществ из частиц суспензии возможна многократная обработка суспензии в РИА. В этом случае суспензия из РИА направляется в промежуточную емкость 3, а затем направляется на повторную обработку в РИА.To increase the efficiency of the process of extraction of bioactive substances from suspension particles, multiple processing of the suspension in RIA is possible. In this case, the suspension from the RIA is sent to the intermediate tank 3, and then sent for re-processing in the RIA.

После необходимого количества циклов обработки в РИА готовая водная дисперсия биогумуса собирается в емкости готового продукта 6. Необходимое количество циклов обработки суспензии в РИА определяется эмпирически, по критерию достижения требуемой концентрации биоактивных веществ в воде.After the required number of treatment cycles in the RIA, the finished aqueous biohumus dispersion is collected in the tank of the finished product 6. The required number of treatment cycles for the suspension in the RIA is determined empirically, according to the criterion of achieving the required concentration of bioactive substances in the water.

Для проверки эффективности работы предлагаемой установки были проведены экспериментальные исследования по определению эффективности импульсной многофакторной энергетической обработки суспензии биогумуса.To verify the effectiveness of the proposed installation, experimental studies were conducted to determine the effectiveness of pulsed multifactor energy treatment of a biohumus suspension.

Приготовление водной дисперсии биогумуса осуществлялось двумя способами: при обработке в емкостном аппарате с лопастной мешалкой и обработка суспензии биогумуса на установке, схема которой показана на фиг.1.The preparation of an aqueous dispersion of biohumus was carried out in two ways: when processing in a capacitive apparatus with a paddle mixer and processing a suspension of biohumus in a plant, a diagram of which is shown in Fig. 1.

В первом варианте технология приготовления водной дисперсии биогумуса заключалась в следующем. В воду засыпали порошок биогумуса в соотношении 50:50 (%), затем в суспензию добавляли 0,8% щелочи NaOH от полного объема, перемешивание осуществляли с помощью лопастной мешалки в течение 2 часов. В результате перемешивания после полного расслоения образовывается грубый осадок, не пригодный к употреблению в количестве 1/5 от всего объема суспензии, остальное - готовый продукт (водная дисперсия биогумуса).In the first embodiment, the technology for the preparation of an aqueous dispersion of vermicompost was as follows. A 50:50 (%) biohumus powder was poured into water, then 0.8% of alkali NaOH from the total volume was added to the suspension, stirring was carried out using a paddle mixer for 2 hours. As a result of mixing, after complete separation, a coarse precipitate is formed, not suitable for use in the amount of 1/5 of the total volume of the suspension, the rest is the finished product (aqueous dispersion of vermicompost).

Технология получения водной дисперсии биогумуса по второму варианту заключалась в следующем. В емкость исходной суспензии 1 в том же соотношении, что в первом варианте загружали порошок биогумуса и воду в соотношении 50:50 (%), из емкости исходной суспензии 1 грубодисперсная суспензия подавалась в мельницу предварительного помола 2, в которой происходило предварительное измельчение частиц суспензии. Из мельницы предварительного помола 2 суспензия сливалась самотеком в промежуточную емкость 3, где происходило ее перемешивание и предварительная гомогенизация по объему лопастной мешалкой 8. Из промежуточной емкости 3 предварительно измельченная суспензия перекачивалась насосом 4 в экстрактор биологически активных веществ - роторный импульсный аппарат 5, в котором суспензия подвергалась многофакторному воздействию. Суспензию обрабатывали в РИА четырехкратно. В результате интенсивного диспергирования и гомогенизации на установке с РИА образовывалась однородная смесь с мелкодисперсными частицами без осадка.The technology for producing an aqueous dispersion of vermicompost according to the second embodiment was as follows. In the capacity of the initial suspension 1 in the same ratio as in the first embodiment, biohumus powder and water were charged in a ratio of 50:50 (%), from the capacity of the initial suspension 1, the coarse suspension was fed to a preliminary grinding mill 2, in which the particles of the suspension were preliminarily ground. From the preliminary grinding mill 2, the suspension was drained by gravity into the intermediate tank 3, where it was mixed and preliminary homogenized by volume with a paddle mixer 8. From the intermediate tank 3, the previously crushed suspension was pumped by pump 4 to the biologically active substances extractor - rotary pulse apparatus 5, in which the suspension subjected to multifactorial effects. The suspension was processed in RIA four times. As a result of intense dispersion and homogenization, a uniform mixture with finely dispersed particles without sediment was formed in the RIA unit.

Результаты полученных экспериментальных данных представлены в таблице 1. Исследование полученных образцов производилось ФГУ «Государственный Центр Агрохимической службы «Тамбовский», протокол испытаний №334 от 19 августа 2008 года (Приложение 1). Образец «0» -обработка суспензии биогумуса по первому варианту в емкости с лопастной мешалкой, Образец «4» - обработка суспензии биогумуса по второму варианту в установке на базе РИА. Графики расслоения суспензии водной дисперсии биогумуса в соотношении биогумус/вода 50:50 (%) представлены на фиг.2.The results of the obtained experimental data are presented in table 1. The research of the obtained samples was carried out by the Federal State Institution “State Center of the Agrochemical Service“ Tambovsky ”, test report No. 334 of August 19, 2008 (Appendix 1). Sample “0” —treatment of a biohumus suspension according to the first embodiment in a container with a paddle stirrer, Sample “4” —treatment of a biohumus suspension according to the second embodiment in a RIA-based installation. Graphs of the separation of the suspension of the aqueous dispersion of vermicompost in the ratio of vermicompost / water 50:50 (%) are presented in figure 2.

Таблица 1Table 1 Наименование анализируемого продуктаName of the analyzed product Обработка суспензии в емкостном аппарате, образец «0»Processing suspension in a capacitive apparatus, sample "0" Обработка суспензии в установке на базе РИА, образец «4»Slurry treatment in a plant based on RIA, sample “4” Азот общий, %Total nitrogen,% 0,1930.193 0,2630.263 Фосфор общий, %Total phosphorus,% 0,090.09 0,190.19 Калий общий, %Total potassium,% 0,0280,028 0,460.46 рНpH 10,810.8 10,810.8 Гуминовые кислоты, г/лHumic acids, g / l 0,7250.725 9,69.6

В результате проведенных экспериментов можно сделать вывод о том, что в результате импульсного многофакторного воздействия на частицы биогумуса в установке на базе РИА увеличивается содержание гуминовых кислот в воде (в 8 раз), а также образуется водная дисперсия биогумуса как готовый продукт, расслоение дисперсии практически не происходит.As a result of the experiments, we can conclude that as a result of pulsed multifactorial exposure to biohumus particles in a RIA-based installation, the content of humic acids in water increases (by 8 times), and an aqueous dispersion of biohumus forms as a finished product, practically no separation going on.

Claims

1. Installation for producing an aqueous dispersion of vermicompost containing serially connected capacity of the initial suspension, an intermediate capacity, the capacity of the finished product, characterized in that after the capacity of the initial product and in front of the intermediate tank installed mill grinding particles of the suspension.

2. Installation for producing an aqueous dispersion of vermicompost according to claim 1, characterized in that after the intermediate tank and before the tank of the finished product, an extractor of biologically active substances is installed.

3. Installation for producing an aqueous dispersion of vermicompost according to claim 2, characterized in that after the intermediate tank and in front of the extractor a pump is installed for supplying the suspension under pressure.

4. Installation for producing an aqueous dispersion of vermicompost according to claim 1, characterized in that mixers are installed in the container of the initial product and in the intermediate container.

5. Installation for producing an aqueous dispersion of vermicompost according to claim 2, characterized in that a rotary pulse apparatus is used as an extractor of biological valuable substances.

6. Installation for producing an aqueous dispersion of vermicompost according to claim 1, characterized in that as a pre-grinding mill, a disintegrator, dismembrator or abrasive mill is used.