Технология производства жидких удобрений

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Home » Агрохимия » Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ)

Популярные статьи

Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ)

Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ) — комплексные удобрения, представляющие водные растворы или суспензии, содержащие основные питательные элементы, иногда с добавками микроудобрений, пестицидов и стимуляторов роста растений.

По сравнению с твердыми удобрениями преимуществами комплексных жидких удобрений являются простота изготовления, меньшие капитальные и эксплуатационные затраты. Соотношение питательных элементов в ЖКУ можно регулировать в широких пределах. В отличии от жидких азотных удобрений ЖКУ не содержат свободный аммиак.

Проведенные испытания показали равноценность применения твердых и жидких комплексных удобрений. Несколько большая эффективность ЖКУ отмечена на карбонатных и почвах, насыщенных основаниями.

ЖКУ относятся к одним из перспективных видов удобрений. Схема получения удобрений заключается в нейтрализации аммиаком фосфорной кислоты до рН 6,5. Существует два вида ЖКУ, производство которых отличается используемой кислотой: ортофосфорной и суперфосфорной.

В качестве источника азота для ЖКУ применяют нитрат аммония, мочевину или их смесь. Мочевина позволяет получать более концентрированное удобрение, особенно при наличии в растворе калия, так как образующийся при добавлении аммонийной селитра в растворе нитрат калия — наименее растворимая соль в жидких удобрениях.

ЖКУ на основе термической ортофосфорной кислоты представляют собой почти прозрачные жидкости, на основе экстракционной ортофосфорной — мутные растворы (из-за образования фосфатов алюминия и железа, кремниевой кислоты). Концентрация азотно-фосфорных ЖКУ на основе суперфосфорной кислоты выше, чем на основе ортофосфорной.

При использовании термической ортофосфорной кислоты получают ЖКУ с соотношением питательных элементов 9:9:9, суммарно 27% N, Р₂O₅ и K₂O. Кристаллизация раствора не позволяет повысить содержания питательных веществ. Типичный состав марки 9:9:9 представлен: (NH₄)₂HPO₄ — 12-15%, NH₄P₂O₄ — 2-4%, (NH₂)₂CO — 12-13%, KCl — 13-14%. Амидный азот составляет 61-66% от общего. Эти удобрения можно получать также из экстракционной фосфорной кислоты. Из-за низкого содержания питательных веществ экономически целесообразно их местное использование. Хороший экономический эффект ЖКУ дает их внесение с оросительной водой, в том числе в садах, ягодниках, виноградниках.

Таблица. Соотношение основных элементов питания в жидких удобрениях, получаемых на основе ортофосфорной и суперфосфорной кислот 1

При применении полифосфорной кислоты за счет высокой растворимости полифосфатов аммония получают основные растворы и уравновешенные удобрения с более высокой концентрации. В ЖКУ на полифосфорной кислоте можно вводить микроэлементы, которые хелатируются полифосфатами, сохраняя доступность растениям, тогда как ортофосфаты микроэлементов за исключением бора образуют нерастворимые соединения. Микроэлементы вносят в виде оксидов, так как этим обеспечивается высокая растворимость и стабильность растворов. Микроэлементы вводятся в основные растворы (8:24:0; 10:34:0; 11:37:0) при температуре 50-90°. Основные растворы, полученные на основе полифосфорной кислоты, могут вноситься непосредственно в качестве удобрения или использоваться для дальнейшего смешивания с азотным и калийным компонентами.

Источником калия для ЖКУ является хлористый калий. Из-за недостаточной растворимости он уменьшает концентрацию жидкого удобрения. Менее растворим нитрат калия, который образуется при использовании в качестве дополнительного азотного компонента нитрата аммония или смеси мочевина-нитрат аммония. Мочевина несколько повышает общую растворимость системы.

В США калийное удобрение вносят раздельно осенью или вводят в ЖКУ за счет суспензий. Поэтому ЖКУ состава 10:34:0 лучше применять на почвах, достаточно обеспеченных доступным калием. В этом случае калийные удобрения в севообороте вносят один раз в 2 года под калиеволюбивые культуры.

Введение в раствор стабилизирующих добавок, например коллоидных глины или кремниевой кислоты, предохраняет пересыщенный раствор от кристаллизации. На приготовление 1 т удобрения расходуется 9-22 кг сухой глины. Рекомендуется для применения 28%-я суспензия глины в чистом виде, в которую вводят вначале раствор 10:34:0, затем смесь мочевины-нитрата аммония, в последнюю очередь — хлористый калий. Для суспензий пригоден красный флотационный хлористый калий с размером частиц 0,8-1 мм. Сумма питательных веществ в суспензированных СЖКУ достигает 40-45%. В качестве стабилизирующих добавок суспендированных ЖКУ используют аттапульгитовые или бентонитовые глины (1,0-1,5%).

ЖКУ изготавливают методами горячего и холодного смешивания. При горячем смешивании при температура 210-250 °С нейтрализуют фосфорную или полифосфорную кислоты аммиаком, осуществляют на крупных предприятиях, получая при этом базовые (основные) растворы орто- и полифосфатов аммония. Метод холодного смешивания при температуре 35-45 °С применяют на небольших установках недалеко от районов применения, при этом изготавливают удобрения с заданным соотношением питательных веществ, вводя в базовые растворы карбамид, нитрат аммония, соли калия.

ЖКУ не содержат свободного аммиак, поэтому их можно разбрызгивать по поверхности поля с последующей заделкой, а транспортирование не обязательно в герметически закрытой таре.

ЖКУ не воспламеняются, не взрывоопасны, не ядовиты.

Специальными машинами ЖКУ вносят местно, ленточно, под любые культуры. Их применяют на орошаемых землях и с поливной водой.

Для внесения суспензий требуется специальный комплекс машин, отличающийся от механизированных средств для внесения обычных ЖКУ. Отечественная промышленность выпускает ЖКУ марок 8:24:0 и 10:34:0, освоено производство более концентрированного раствора — 11:37:0.

Применение ЖКУ позволяет механизировать процессы погрузки и разгрузки, устранить потери при транспортировке, хранении и при внесении в почву. При этом исключается ручной труд и снижаются затраты.

Преимуществами жидких комплексных удобрений также являются: автоматизированный контроль распределения удобрений по полю, возможность совместного внесения гербицидов, инсектицидов, микроэлементов.

Экономический эффект связан с сокращением капитальных затрат за счет исключения некоторых стадий технологического процесса производства, например, сушки и грануляции. Капитальные затраты на строительство цехов по производству ЖКУ на 20-30% меньше, чем твердых удобрений. Даже при равной себестоимости ЖКУ затраты труда на их использование в 3-3,5 раза меньше. Транспортировка и внесение ЖКУ в 2-2,5 раза дешевле, чем твердых удобрений.

Таблица. Характеристика некоторых свойств ЖКУ 2

Внедрение ЖКУ требует создания специальных машин. Необходимо учитывать, что эти удобрения (особенно суспендированные) отличаются коррозийной активностью.

Жидкие удобрения взаимодействуют с почвой полнее, чем гранулированные. Скорость взаимодействия определяет характер образующихся соединений, их растворимость и доступность растениям.

Особенности применения и эффективность жидких комплексных удобрений

Особенности применения жидких комплексных удобрений:

1. При использовании ЖКУ на основе ортофосфорной кислоты на кислой, фиксирующей фосфор почве, например, красноземе, при низком содержании фосфора, а также на бедных кислых дерново-подзолистых почвах действие ЖКУ слабее, чем гранулированных форм. Это отмечается при внесении полного ЖКУ с соотношением 1:1:1 и дополнительном азотном компоненте (нитрат аммония). При применении неуравновешенного раствора с соотношением N:Р₂O₅ 1:4,5 или 1:3, снижения действия фосфатного компонента на кислой дерново-подзолистой почве не отмечается.
2. На известкованной дерново-подзолистой почве и чернозёмах ЖКУ и гранулированные удобрения равноценны.
3. На карбонатных почвах со щелочной реакцией, например, на карбонатных черноземах, каштановых почвах, сероземах, агрохимическая ценность жидких форм, чаще, выше, чем гранулированных.
4. На кислой дерново-подзолистой почве отмечается кратковременное снижение содержания подвижного фосфора при внесении раствора, что связано с фиксацией фосфатов полуторными оксидами. На черноземах это не наблюдается. На сероземе после внесения ЖКУ количество подвижного фосфора увеличивается по сравнению с внесением гранулированного удобрения.
5. Эффективность ЖКУ определяется входящим в его состав фосфорным и азотным компонентами. Например, ЖКУ с нитратом аммония на кислой дерново-подзолистой почве и краснозёме менее эффективно, чем твердое гранулированное удобрение, на мочевине — равноценно. На типичном черноземе со слабокислой реакцией и сероземах форма азотного компонента не влияет на действие удобрения: эффективность растворов и гранулированных удобрений равноценна. Растворы — лучший источник фосфора для растений, чем гранулированные формы. Наличие в удобрении мочевины положительно влияет на накоплении подвижного фосфора в кислых почвах и не имеет значения на чернозёмах и серозёмах, что обусловлено временным подщелачиванием среды при превращении мочевины.

Действие ЖКУ на качество продукции (зерна, картофеля, сена) также равноценно твердым удобрениям.

Действие суспензированных удобрений совпадает с действием ЖКУ и зависит от свойств азотного и фосфорного компонентов. Суспензированный агент не влияет на эффективность жидких удобрений.

В ЖКУ на основе полифосфорной кислоте половины фосфора находится в форме полифосфатов. Эффективность таких удобрений определяется наличием ортофосфатов, темпами гидролиза полифосфатов в ортофосфаты и свойствами соединений, которые образуются при внесении в почву. Закономерности действия полифосфатных ЖКУ — растворов 10:34:0 и 11:37:0 с содержанием 45-65% фосфора:

1. На дерново-подзолистых почвах жидкие полифосфаты аммония создают фосфатный режим такой же, как и ортофосфаты, одинаково влияют на урожай, как в прямом действии, так и последействии. Известкование почв не влияет на эту закономерность. На сильно кислом, бедном фосфором краснозёме действие жидких полифосфатов несколько хуже, чем гранулированных ортофосфатов.
2. На типичном и выщелоченном черноземах действие жидких полифосфатов на зерновых культурах равноценно действию жидких и гранулированных ортофосфатов.
3. На карбонатных чернозёмах полифосфатные ЖКУ проявляют лучшее действие на урожай сельскохозяйственных культур, по сравнению с гранулированными удобрениями. Это объясняется тем, что при внесении полифосфатов в почве более длительное время сохраняется большее количество доступных ортофосфатов, формируется запас растворимых фосфатов, чем на фоне ортофосфорных удобрений. На карбонатных почвах полифосфаты способствуют снабжению растений цинком.
4. На серозёмах жидкие полифосфаты аммония усваиваются лучше, чем ортофосфаты. Действие на урожай равноценно ортофосфатам или превосходит их. В последействии полифосфаты лучший источник фосфора, чем ортофосфаты.
5. Эффективны полифосфаты, обогащенные микроэлементами.

Источник

Обустройство мини-завода по производству гуминовых удобрений

Если наладить мини-завод по производству качественных удобрений, можно достаточно быстро окупить все расходы и получать прибыль. Для этого необходимо, чтоб конечный продукт содержал определенное количество минеральных веществ. Данное соотношение обозначается аббревиатурой NPK.

Мини линия по производству гуминовых удобрений

Она означает процентное содержание таких веществ, как азот, фосфор и калий. NPK-удобрения являются самыми эффективными для всех садовых, огородных и домашних культур. Они обеспечивают растение необходимыми элементами в определенном соотношении.

Гуминовые удобрения

В процессе образования гуминовых удобрений происходит биологическое преобразование белковых тел – остатков животного происхождения, частей растения и т. д. Если искусственно вносить данные вещества в почву, можно получить следующее:

Схема классификации удобрений

• достигается оптимальный воздушно-водный баланс грунта;
• растение лучше усваивает все минеральные удобрения, которые вносятся в почву;
• увеличивается стойкость домашних культур к разнообразным заболеваниям;
• растения быстрее растут и достигают необходимых размеров.

В состав гуминовых соединений входит азот, калий и фосфор, но их количество незначительно. Поэтому данные удобрения нельзя считать NPK-типом. Несмотря на это, они достаточно эффективны. Отличительной чертой гуминовых удобрений можно считать их повышенное содержание углерода. После применения данных веществ улучшаются свойства легкой и тяжелой почвы.

Комплексные гуминовые удобрения

Гуминовые удобрения – разновидности

Мини-завод гуминовых препаратов для подкормки растений может быть направлен на производство:

• биогумуса – продукт, который получают при помощи красных калифорнийских червей. Их помещают в емкости с навозом, после чего они перерабатывают его в удобрение;
• лигногумат – концентрированный препарат. Его получают при создании специфических условий, во время которых происходит ускоренный процесс гумификации;
• гумат калия – изготовление препарата возможно при использовании природного сырья. Его получают путем экстракции гуминовых кислот из торфа.

Гуминовые вещества, входящие в состав препаратов, низкомолекулярны, что способствует более быстрому усвоению питательных веществ

Технология изготовления

Мини-завод по переработке биомассы для получения гуминовых препаратов работает по достаточно простой технологии. В качестве сырья выступают:

• торф;
• навоз;
• фекалии;
• бытовые отходы;
• разнообразные растительные остатки.

Способ получения гумусовых кислот

На первом этапе производства гуминовых веществ происходит очистка сырья от ненужных включений, которые могут ухудшить качество удобрения. Когда получен продукт с нужными характеристиками, его измельчают и подвергают воздействию жидкого каустика. В это же время сырье находится в специальном агрегате. Он позволяет создать оптимальные условия для образования готового продукта. К таким относят повышенное давление и температура.

Влияние гуминовых удобрений на урожай

На следующем этапе происходит очищения продукта при помощи сверхзвукового кавитационного гомогенизатора. После этого смесь перемещается в специальную центрифугу, где она разделяется по плотности. Чтоб получить гуминовое удобрение более высокого качества, сырье проходит двойную обработку.

Она позволяет отделить тяжелые включения при помощи спецдекантера. В результате такой переработки можно получить два типа продукта – жидкий и сухой. Последний перед применением необходимо разводить водой.

Также мини-завод может специализироваться на производстве балластных гуминовых удобрений. Они содержат большую концентрацию разнообразных питательных веществ, в том числе минералов. Поэтому они считаются чем-то средним между обычными органическими и гуминовыми веществами для подкормки растений.

Производство биогумуса

Особенности бизнеса

Оптимальным вариантом считается организация предприятия около следующих объектов:

Потенциальное исходное сырье производства гуматов

• частных фермерских коровников, свинарников или птичников;
• племенных хозяйств по разведению крупного рогатого скота;
• фермерских предприятий, которые содержат лошадей, кроликов или других животных;
• свалок пищевых отходов;
• черты города или в сельской местности, где население занимается разведением домашнего скота;
• предприятий, которые работают в сфере деревообработки и нуждаются в утилизации отходов.

Принцип работы оборудования для производства гуминового удобрения

Каждая емкость данного типа дополнительно оборудуется специальным клапаном для стравливания метана, который образуется в процессе переработки отходов. Также биоактиватор имеет крышку. Через нее происходит закладка подготовленного сырья в пропорции 1:1 с водой. Также чтоб ускорить процесс производства удобрения, каждая емкость оснащена мощными ТЭНами.

Процесс переработки гуминовых удобрений

На протяжении 24-48 часов в биоактиваторе нужно поддерживать стабильную температуру на уровне 50-60°С. По истечении этого термина процесс становится термически стабильным. Также чтоб получить качественный продукт, необходимо постоянно перемешивать смесь. Это нужно делать каждые 6 часов, что препятствует образованию корки, которая негативно влияет на процесс переработки отходов.

В среднем гниение биомассы продолжается 2-3 недели. Определить завершение этого процесса можно, если прекращается поступление метана в накопительную емкость. Полученное жидкое гуминовое удобрение можно разливать по банкам и использовать по назначению.

Характеристики линии для производства

Мини-завод для производства жидких гуминовых удобрений может работать на основе готового комплекта оборудования. На рынке популярны агрегаты «БУГ» разной мощности. Они обладают следующими характеристиками:

Био установка по производству удобрения

• стоимость – от 99 до 770,4 тыс. руб.;
• объем биоактиватора – 0,5-12 куб. м;
• вместительность газгольдера – 1-2 куб. м;
• объем загрузки сырья на сутки (в пропорции 1:1 с водой) – от 50 до 2400 л;
• суточный выход биогаза – 1-12 куб. м.;
• расход электроэнергии за 24 часа – от 2 до 40 кВт;
• необходимая площадь для установки биоактиватора – от 3 до 50 кв. м.

Такой мини-завод может работать на базе производственного помещения или на улице. На каждом агрегате «БУГ» присутствует многослойная теплозащита. Также оборудование оснащено приборами для автоматизации процесса подогрева. Привод перемещения субстрата может быть электрическим или ручным.

Бизнес-план

Завод данного типа можно укомплектовать самостоятельно, используя самое простое оборудование. Для этого нужно купить:

• большие емкости объемом от 2 куб. м – 500-600 долларов;
• ТЭН и клапаны – 100-200 долларов;
• подключение электродвигателей – 300 долларов;
• всего получается – 1100 долларов.

Бизнес план по производству гуминовых удобрений

Также существуют поточные расходы:

• пластиковая тара (за 1000 штук) – 60 долларов;
• этикетки (за 1000 штук) – 30-40 долларов;
• заработная плата рабочих – 5-6 долларов за 1 час.

Цена такого жидкого гуминового удобрения составляет 5-6 долларов за бутылку. Такой завод небольшой мощности полностью окупится примерно через 1,5-2 месяцев.

Видео: Органическое гуминовое удобрение

Источник