Технология изготовления пастообразного гуминового удобрения из сапропеля и его эффективность
Технология изготовления пастообразного гуминового удобрения из сапропеля и его эффективность
Т.П. Дидковская, к.с.-х.н., И.М. Мерленко, к.с.-х.н., В.А. Гаврилюк, к.с.-х.н., Э.В. Мельничук
Полесская опытная станция ННЦ «Институт почвоведения и агрохимии им. О.Н. Соколовского» (Украина, 43001, г. Луцк, ул. Шевченко, 35)
Представлены результаты исследований оптимальных параметров изготовления пастообразного гуминового удобрения из сапропеля методом диспергации и его эффективность.
В результате существенного уменьшения поголовья сельскохозяйственных животных, а соответственно внесения традиционных органических удобрений, почвы теряют плодородие. Внесение минеральных удобрений ограниченно их высокой стоимостью, поэтому поиск новых форм удобрений и стимуляторов роста растений, отработка технологий их изготовления – особенно актуальны в современных условиях землепользования. Поскольку на территории только Волынской области имеются разведанные запасы озерных отложений (сапропели) в количестве более 70 млн. т в пересчете на 60% влажность, то было принято решение попытаться изготовить из них пастообразное гуминовое удобрение.
Относительно вопроса физиологической активности гуминовых веществ в научной литературе существует достаточное количество необходимых данных 6. Гуминовые вещества способствуют поступлению питательных веществ в растения, более полному использованию растением диоксида углерода из воздуха и они стимулируют рост растений. В отличие от гуминовых кислот, их соли – более активны и они интенсивнее включаются в физиологические процессы развития растений [7].
Пастообразное гуминовое удобрение, изготовленное из органического сапропеля методом диспергации, характеризуется отношением СГК : СФК во фракционном составе как 4 к 1; содержит биологически активные вещества, комплекс макро- и микроэлементов; рН 7,0-7,4 и влажность 85-90%. Оно отличается тем, что впервые из сапропелевого сырья методом диспергации получены высокоэффективные гуминовые пастообразные удобрения с физиологически активными формами солей гуминовых и фульвокислот (табл. 1).
1. Химический состав, %
Результаты анализов на наличие яиц и личинок гельминтов, а также патогенных микроорганизмов и жизнеспособных семян сорняков отсутствуют.
Аналогом пастообразного гуминового удобрения является жидкий стимулятор роста растений природного происхождения «Сапрогум» (ТУ У 24.1-33579789-001:2009). По сравнении из сапрогумом при изготовлении пастообразного гуминового удобрения уменьшаются расходы щелочи и длительность процесса приготовления, потому что отпадает необходимость отстаивания. Кроме этого, на 9-12% уменьшаются расходы на перевозку, так как пастообразное гуминовое удобрение разводят непосредственно в поле перед внесением.
Предложенный нами способ приготовления пастообразного гуминового удобрения из сапропеля методом диспергации отличается от уже существующих в Украине технологий (пастообразного удобрения «Гумипас» и серии стимуляторов роста растений гуминовой природы: Гумисол, Гумисол-супер, Гумисол-экстра и др.; агрофирмы «Гермес» Удобрения органические с биогенными элементами ТУ У 24.1-19380560-005:2007; «Добрин – РОСТ» ТУ У 24.1 – 30300026 – 002:2005; «Добрин – СТИМУЛ S» и др.) тем, что:
- в качестве сырья используют органический сапропель, что обеспечивает получение удобрения, обогащенного макро- и микроэлементами и физиологически активными веществами;
- приготовление удобрения осуществляют с помощью диспергатора, который способствует увеличению эффективной поверхности контакта между компонентами дисперсных систем, уменьшению диффузионных взаимосвязей за счет нарушения морфологии сырья и создания условий для эффективного протекания химических превращений веществ в высокорастворимые в воде формы;
- использование в процессе изготовления удобрения фосфорной кислоты и гидрооксида калия обеспечивает дополнительное обогащение его подвижными легкодоступными для растений формами фосфора и калия.
Сырьем для изготовления пастообразных гуминовых удобрений служит органический сапропель (в нашем случае – из озера Сыново Старовижевского района Волынской области) влажностью 70-80%.
Основой диспергатора служит серийный насос-гомогенизатор серии НГД (НГД-0.55; НГД-1.1; НГД-2.2; НГД-3.0; НГД-5.5; НГД-7.5; НГД-11.0; НГД-15.0). Насосы-гомогенизаторы (диспергаторы) предназначены для тонкого перемешивания и диспергирования эмульсий или суспензий (гели, кремы, пасти, мази, краски и так далее) в разнообразных производствах с одновременным перекачиванием гомогенизируемого продукта. Гомогенизаторы серии НГД являются гидродинамическими устройствами роторно-пульсационного типа с одинарным торцевым уплотнением. Конструктивно насосы-гомогенизаторы (диспергаторы) выполнены с выносными опорами, что создаёт дополнительные удобства при сборке, наладке и обслуживании устройства и увеличивает срок его безотказной работы. Разнесённая конструкция – электродвигатель, промежуточная муфта, подшипниковый узел на конических подшипниках – позволяет при изготовлении и сборке изделия в заводских условиях точно выдержать минимальные зазоры в гомогенизирующей головке, а в случае выхода электродвигателя из строя заменить его без нарушения заводских настроек гомогенизирующей головки в условиях потребителя.
Для приготовления пастообразного гуминового удобрения используют сапропель ТУ У 25-81, калий гидрооксид технический и фосфорную кислоту. Технология приготовления предусматривает использование промышленного оборудования (диспергатора) и следующих этапов: 1. 1 т промороженного сапропеля влажностью 70-80% засыпают в диспергатор; 2. Добавляют 0,2 н раствор щелочи с насыщением сырья (сапропеля) до 600% в пересчете на сухое вещество; 3. После 5 мин. диспергации добавляют 25% раствора фосфорной кислоты с доведением экстракта до нейтральной реакции (рН 7,0-7,5); 4. Продолжают диспергирование еще в течение 3 мин., достигая температуры протекания реакции во время диспергации не ниже +45ºС; 5. После завершения диспергации полученный экстракт сливают и затаривают в герметически закрытую тару.
В итоге диспергации получают однородную пастообразную массу темно-серого цвета с незначительным специфическим запахом. После затаривания пастообразного гуминового удобрения в герметическую тару никакие запахи не чувствуются.
Уже на начальных этапах исследований были получены данные, которые свидетельствуют о позитивном влиянии пастообразного гуминового удобрения как на качественные и количественные показатели урожая, так и на плодородие почвы.
Проведенные вегетационные исследования свидетельствуют о том, что высокая эффективность удобрения прослеживается не только в прямом действии, где отмечен рост урожайности зеленой массы овса на дерново-подзолистой почве – 20-31% и на серой лесной – 16-27%, но даже и несколько выше в последействии, где прирост зеленой массы редьки масленичной составил соответственно 73-114% и 24-87%.
В полевых исследований при выращивании картофеля сорта «Санте» удобрение обеспечило прирост урожайности клубней на уровне 7-21% относительно контроля, а при выращивании капусты сорта «Славия» – 83-156%. В обоих случаях использование пастообразного гуминового удобрения было причиной улучшения качественных показателей продукции: увеличение содержания витамина С в клубнях на 5-44%, в капусте на 183-308% и крахмала в клубнях картофеля на 14-16%.
Удобрение позитивно влияло на плодородие почвы – во всех случаях при его внесении отмечено увеличение содержания питательных элементов и углерода гумусовых кислот.
Обобщая результаты можно сделать выводы, что внесение пастообразного гуминового удобрения, благодаря уникальному составу, обеспечивает растения необходимым количеством элементов минерального питания и способствует: повышению полевой схожести семян, лучшему укоренению рассады и саженцев, стимуляции формирования корневой системы, роста и развития растений, повышению урожайности, улучшению качества выращенной продукции, повышению иммунитета растений к заболеваниям, холоду и засухе.
Нейтральная реакция (рН 7), присутствие в удобрении значительного количества органического вещества, обогащенного физиологически активными гумусовыми соединениями: положительно влияет на агрофизические, агрохимические и биологические свойства почвы, способствует блокированию перехода из почвы в растения тяжелых металлов, радионуклидов, нитратов, остатков ядохимикатов [8].
Таким образом, предложенный способ приготовления пастообразного гуминового удобрения из сапропеля методом диспергации при соблюдении регламентов и агроэкологическая эффективность нового удобрения доказывают, что цель комплексного технического решения достигнута. Далее необходимо направить усилия на разработку эффективной технологии внесения.
1. Смирнов Ю.В., Виноградова В.С. Механизм действия и функции гуминовых препаратов // Агрохимический вестник. – 2004. — №1. – С. 22-23.
2. Власюк П.А. Гуминовые удобрения. Теория и практика. – Харьков, 1957. – 376 с.
3. Буджерак А.И., Гудим В.И., Тищенко Л.Д., Фирко В.Ю. Нетрадиционные удобрения в ХХ веке. – Информ. лист № 03. – 1992. – 4 с.
4. Дідковська Т.П., Васюк Л.В., Білокурець Н.П. Ефективність гумінових препаратів при вирощуванні огірка // Вісник аграрної науки Причорномор’я. – Випуск 3(46). – Т. 2. Сільськогосподарські науки. – Миколаїв, 2008. – С. 86-93.
5. Дідковська Т.П. Природні стимулятори росту рослин із сапропелю /Т.П. Дідковська // Наукові праці: Науково-методичний журнал. – Т.82. – Вип. 69. Екологія. Сучасний стан родючості грунтів та шляхи її збереження. – Миколаїв: Вид-во МДГУ ім. П. Могили. 2008. – С.122-125.
6. Шевчук М.Й, Дідковська Т.П. Ефективність застосування гуматів при вирощуванні перцю солодкого // Збірник наукових праць. – Випуск 15. – Т. 1. Проблеми моніторингу грунтів і сучасні технології відтворення їх родючості. — К. – Подільський, 2007. –С.187-191.
7. Гуминовые вещества/ Под ред. Д.С. Орлова. – М.: Наука, 1993. -238 с.
8. Дідковська Т.П., Мельничук Е.В., Ковбасюк Н.В. Сировина для виготовлення гумінових препаратів та добрив // Зб. наук. пр. – Рівне: НУВГП, 2009. – Вип. 4(48). – С. 45-50.
Источник
Инновационные технологии производства продукции из сапропеля
Все проблематичней и дороже для бизнеса становиться получение источников сырья для поизводства продукции, особенно в сельском хозяйстве и тяжелой промышленности. И не удивительно, что страны СНГ переживают повышенный интерес к использованию собственных природных ресурсов в целях производства на их основе органо-минеральных удобрений, косметической, медицинской продукции и корма. К таким ресурсам вправе можно отнести органический донный озерный ил — сапропель.
Россия является лидером в подготовке и проектированию предприятий добычи и переработки данного вида сырья в сыпучие, жидкие, гранулированные и таблетированные удобрения, кормовые добавки, лечебные грязи. Рынок проектов таких предприятий насчитывает более 200 технологических решений с применением различных видов оборудования и механизмов. На данном этапе важным звеном в бизнес-решениях является их работоспособность, экологическая, экономическая и техническая безопасность.
Зачастую выполненные ранее проекты не могут воплотиться в жизнь из-за их недоработок или неполной проработки решений. Все чаще и чаще требуются экспертиза проектирования и инновационные проекты в области производства ОМУ на основе сапропеля. Такими услугами занимается международный Центр по сапропелю, имеющий свои представительства в Латвии, Казахстане и Украине.
Он оказывает технологическое содействие и готовит инвестиционные проекты и бизнес-планы, а также проводит их экспертизу в области добычи, переработки и производства удобрений, лечебных грязей, кормовых добавок, косметических средств, строительных материалов из сапропеля. Он также проводит поисково-оценочные работы на месторождениях сапропеля, выдает официальное заключение о пригодности сапропеля или донных илов водоемов как сырья для производства удобрений согласно ГОСТ Р54000-2010, проводит экологическую, техническую и экономическую экспертизу ранее выполненных проектных решений по добыче сапропеля и производству из них товарной продукции.
Инновационным по сути является комплекс оборудования по производству пастообразных, сыпучих. гранулированных и таблетированнных удобрений из сапропеля. Такие производственные комплексы выполняются различного типоразмера и производительности, адаптированы под любого покупателя. По выполненным проектам и бизнес-планам Центра по сапропелю выдаются банковские кредиты, возврат которых возможен уже через 9 месяцев после его получения. Наиболее запрашиваемые проекты для малого и среднего бизнеса по цене варьируют в пределах 7-20 млн. руб. Их производительность максимально может достигать до 150 тыс. тонн продукции в год. Если продукцию планируется экспортировать, то проектное решение производственного комплекса будет оцениваться уже в 26-42 млн. руб., при выпуске нескольких видов продукции — в 18-50 млн. руб. Интенсивные технологии производства, когда продукцию можно получать уже через 20-45 мин. после добычи сырья из водоема, всегда дороже экстенсивных. Экстенсивными называют те решения в бизнесе, когда есть возможность оставлять добытое сырье на участке складирования для промораживания на зиму.
Наиболее спрашиваемая продукция из сапропеля на внешнем рынке – сыпучие удобрения и рекультиванты, почвообразователи, сорбирующие тяжелые металлы, радионуклиды, нефтезагрязнители рекультиванты и почвогрунты. Фасовка такой продукции, как правило, запрашивается в мягких контейнерах – биг бэгах, обьемом 500-2000 л, реже в мешках обьемом 20-50 л. Оптовые компании России заказывают сапропелевые удобрения и садовую землю на основе сапропеля расфасованные в мешки от 10 до 50 л, в пакетах 3-7 л, ведрах ПХВ – до 36 л. Пользуются спросом в России – сыпучий сапропель и таблетированный. Находят своего покупателя жидкие сапропелевые удобрения в пакетах и ведрах.
Наиболее прибыльным бизнесом при производстве продукции из сапропеля считается производство и продажа таблетированных удобрений в микроупаковке. Доходность от продаж такой продукции достигает 72 тыс. руб. на тонну сырья при ее себестоимоcти 1200-1600 руб/тонна. Еще выше по доходности – производство косметических и лечебных сапропелевых аппликаций, масок, тампонов, антицеллюлитов, подложек, антистрессов, др. Сегодня один только Центр по сапропелю обладает более 14 технологическими разработками продукции в данном направлении, готовит проекты и поставляет производственное оборудование по выпуску разнообразной продукции медицинского и оздоровительного назначения. Капитальные вложения в эту область переработки сапропелей не выше 5-9 млн. руб., а доходность — до 280 тыс. руб. на тонну подготовленного сырья. Оборудование выпускается для переработки от 5 до 50 тонн сырья в месяц.
Сапропелевые кормовые добавки и сапропеле-витаминные корма пока не находят больших объемов сбыта из-за недостаточной известности их на рынке. Однако пользуются спросом в Польше, Казахстане, в южных регионах России.
Сельхозпредприятия, имеющие на своей территории водоемы и озера практически одарены природой экологически чистым и дармовым сырьем для производства продукции и получения прибыли от ее продаж. Особенно ими используется эта сырьевая природная база для добычи сапропелей естественной влажности с внесением его непосредственно сразу же на свои поля. При затратах на добычу сапропеля при такой технологии в 340-570 руб/м3 с трубопроводной доставкой их в пахотный слой, получаемые прибыли, например, при сборе картофеля превышают в 2-2.5 раза фоновый результат, т.е. его урожайность уже в первый год после внесения таких удобрений возрастает на 30-47%.
Важным звеном в получении эффективной продукции из сапропеля является его исследования, подсчет количества и правильный подбор технологических решений производства. Это отнимает значительное время, до 2-3 мес., но необходимо для получения Заключения о пригодности сырья, сертификации и получения ТУ на продукцию.
Центр по сапропелю является лидером в подготовке производств продукции на основе сапропеля и выполняет такие работы в последовательности, с наименьшими затратами и рисками. По времени от подписания договора до ввода предприятия в эксплуатацию сроки на поисково-оценочные, лабораторные и проектные работы, поставку, монтаж и наладку оборудования не превышают 0,6 года.
Источник