[go: up one dir, main page]

RU2151133C1 - Method of bioconversion of organic waste into feed additive and fertilizer - Google Patents

Method of bioconversion of organic waste into feed additive and fertilizer Download PDF

Info

Publication number
RU2151133C1
RU2151133C1 RU98121120/13A RU98121120A RU2151133C1 RU 2151133 C1 RU2151133 C1 RU 2151133C1 RU 98121120/13 A RU98121120/13 A RU 98121120/13A RU 98121120 A RU98121120 A RU 98121120A RU 2151133 C1 RU2151133 C1 RU 2151133C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
bioconversion
stage
carried out
nitrate
Prior art date
Application number
RU98121120/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.Г. Ковалев
Г.Ю. Рабинович
В.В. Степанок
Э.М. Сульман
С.Л. Пакшвер
Р.В. Рогов
М.Г. Сульман
И.А. Михайлов
С.Ю. Перевозчикова
Original Assignee
Тверской государственный технический университет
Ковалев Николай Георгиевич
Рабинович Галина Юрьевна
Степанок Виталий Вячеславович
Сульман Эсфирь Михайловна
Пакшвер Сергей Леонардович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тверской государственный технический университет, Ковалев Николай Георгиевич, Рабинович Галина Юрьевна, Степанок Виталий Вячеславович, Сульман Эсфирь Михайловна, Пакшвер Сергей Леонардович filed Critical Тверской государственный технический университет
Priority to RU98121120/13A priority Critical patent/RU2151133C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2151133C1 publication Critical patent/RU2151133C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141Feedstock
    • Y02P20/145Feedstock the feedstock being materials of biological origin

Landscapes

  • Fertilizers (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture, more particularly preparation of feed additives to ration of cattle, swine and poultry, and also fertilizers. SUBSTANCE: method comprises preparing original mixture composed of organic waste and peat, charging the mixture into reactor, purging it with oxygen-containing gas in longitudinal and transverse directions during bioconversion process carried out at elevated temperature and unloading the mixture from reactor. Biologically active agents are added to original mixture. Bioconversion process is carried out in two stages, first stage occurring for 70-72 hours, and second stage, for 46-48 hours. Temperature range of first stage is 37-39 C and temperature range of second stage is 75-85 C followed, by cooling to ambient temperature. Purging with oxygen-containing gas is carried out periodically. Biologically active agents include complex microelement additive. Method makes it possible to improve characteristics of feed additive and increase nutrient value of fertilizer. EFFECT: more efficient bioconversion method. 4 cl, 2 dwg, 2 ex, 2 tbl

Description

Область техники
Изобретение относится к сельскохозяйственной отрасли, в которой используются способы биоконверсии органических отходов для получения кормовых добавок к рациону крупного рогатого скота, свиней и птицы.
Technical field
The invention relates to the agricultural industry, which uses methods of bioconversion of organic waste to obtain feed additives to the diet of cattle, pigs and poultry.

Предшествующий уровень техники
Разработки по изучению переработки органического сырья сводятся к поиску экономически выгодных и экологически приемлемых технологий получения продуктов с заранее заданными свойствами. Решение проблемы рационального использования многотоннажных отходов сельского хозяйства ведет к сбережению природных ресурсов, расширению кормовой базы животноводства, значительному уменьшению загрязнения окружающей среды.
State of the art
Developments to study the processing of organic raw materials are reduced to the search for cost-effective and environmentally acceptable technologies for producing products with predetermined properties. The solution to the problem of the rational use of large-tonnage agricultural waste leads to the conservation of natural resources, the expansion of the animal feed base, and a significant reduction in environmental pollution.

Известен способ приготовления органического удобрения и корма из птичьего помета, включающий его термическую обработку. Для этого проводят вакуум-отсос паров и газов из исходного продукта при температуре 130-150oC и остаточном давлении 150-250 мм рт.ст. в присутствии фосфорной кислоты из расчета pH среды в конечном продукте от 6.2 до 6.5, после чего пары и газы пропускают через слой частиц едкого калия (А. с. СССР N 478829, МКИ C 05 F 3/00, 1975).A known method of preparing organic fertilizer and feed from bird droppings, including its heat treatment. To do this, carry out vacuum suction of vapors and gases from the starting product at a temperature of 130-150 o C and a residual pressure of 150-250 mm Hg in the presence of phosphoric acid from the calculation of the pH of the medium in the final product from 6.2 to 6.5, after which the vapors and gases are passed through a layer of particles of caustic potassium (A. S. USSR N 478829, MKI C 05 F 3/00, 1975).

Недостатком этого метода является применение для его осуществления фосфорной кислоты, благодаря чему существенно усложняется технология и возникает загрязнение окружающей среды. Кроме того, проведение процесса переработки птичьего помета при температуре, превышающей 70-80oC, ведет к гибели всех видов микроорганизмов, содержащихся в нем, что является неэффективным, так как они могут успешно применяться в биоферментационном процессе.The disadvantage of this method is the use of phosphoric acid for its implementation, which greatly complicates the technology and environmental pollution. In addition, the process of processing poultry manure at a temperature exceeding 70-80 o C, leads to the death of all types of microorganisms contained in it, which is ineffective, since they can be successfully used in the biofermentation process.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения удобрения из органических отходов, включающий смешивание их с влагопоглощающим материалом, облучение влажной смеси, загрузку облученного сырья в реактор, продувку его кислородосодержащим газом в направлении снизу вверх с последующей выдержкой отработанного сырья в реакторе и выгрузку готового продукта, причем облучение влажной смеси осуществляют СВЧ-лучами, загрузку облученного сырья в реактор ведут при повышенной температуре 70-80oC, продувку сырья осуществляют дополнительно в поперечном направлении при постоянном удалении отработанного газа, а выдержку сырья ведут в течение 60-70 часов при 70-80oC и после выгрузки готового продукта досушивают до влажности 20-25% (Патент РФ N 2071458, МКИ6 C 05 F 9/00, 3/00, 1997).The closest in technical essence is a method of producing fertilizer from organic waste, including mixing them with a moisture-absorbing material, irradiating a wet mixture, loading the irradiated raw materials into the reactor, blowing it with oxygen-containing gas in the direction from the bottom up, followed by soaking the spent raw materials in the reactor and unloading the finished product, wherein irradiation of the wet mixture is carried out of the microwave rays irradiated feedstock into the reactor was carried out at an elevated temperature of 70-80 o C, the raw material purge is performed additional dome tively transversely with constant removal of exhaust gas, and the raw extract is carried out for 60-70 hours at 70-80 o C and after unloading the finished product finally dried to a moisture content of 20-25% (RF Patent N 2071458, IPC 6 C 05 F 9 / 00, 3/00, 1997).

Недостатком этого метода является то, что его практическая реализация требует использования СВЧ-лучей. Это приводит, во-первых, к усложнению аппаратурного оформления технологической установки, а значит к удорожанию конечного продукта; во-вторых, СВЧ-лучи вызывают не только рост термофильных бактерий, но и гибель мезофилов. Проведение процесса при 70-80oC также делает невозможным влияние мезофильных бактерий на конечный результат, что ухудшает питательную ценность получаемых удобрений и кормовых добавок.The disadvantage of this method is that its practical implementation requires the use of microwave rays. This leads, firstly, to the complication of the hardware design of the technological installation, and therefore to the cost of the final product; secondly, microwave rays cause not only the growth of thermophilic bacteria, but also the death of mesophiles. The process at 70-80 o C also makes it impossible for mesophilic bacteria to influence the final result, which degrades the nutritional value of the resulting fertilizers and feed additives.

Сущность заявляемого изобретения
Задачей, решаемой при создании предлагаемого изобретения, является переработка органических отходов путем их биоконверсии в высокоценную кормовую добавку и удобрение за счет обогащения исходной смеси биологически активными веществами.
The essence of the claimed invention
The problem to be solved when creating the present invention is the processing of organic waste by bioconversion into a high-value feed additive and fertilizer by enriching the initial mixture with biologically active substances.

Технический результат изобретения - улучшение характеристик кормовой добавки, используемой в рационе крупного рогатого скота, свиней, птиц, и удобрения, применяемого в сельскохозяйственном производстве, выражающееся в высокой питательной ценности. The technical result of the invention is the improvement of the characteristics of the feed additive used in the diet of cattle, pigs, birds, and fertilizers used in agricultural production, expressed in high nutritional value.

Технический результат достигается тем, что в способе получения кормовой добавки и удобрения из органических отходов, включающем смешение исходной смеси из органических отходов и торфа, загрузку смеси в реактор, продувку ее кислородосодержащим газом в продольном и поперечном направлениях на первой и второй стадиях биоконверсионного процесса при повышенной температуре, выгрузку смеси из реактора, при этом в исходную смесь дополнительно вводят биологически активные вещества. Органические отходы дополнительно включают в свой состав подстилочный материал (солома, опилки и т.д. - до 30%). Компоненты измельчают (с гранулометрическим составом от 0.1 до 20 мм) и гомогенизируют. В качестве биологически активных веществ используют комплексную микроэлементную добавку, включающую следующие компоненты, мас.%:
Железо сернокислое - 3,40 - 4,60
Марганец сернокислый - 1,30 - 2,40
Кобальт сернокислый - 0,24 - 0,31
Цинк сернокислый - 2,70 - 3,40
Медь сернокислая - 0,70 - 0,90
Иодистый калий - 0,12 - 0,15
Ванадиевокислый аммоний - 0,01 - 0,02
Двухромовокислый калий - 0,13 - 0,16
Молибденовокислый аммоний - 0,05 - 0,15
Сернокислый магний - 5,00 - 7,00
Галлий азотнокислый - 0,04 - 0,06
Мышьяковистокислый натрий - 0,005 - 0,009
Селенистокислый натрий - 0,005 - 0,01
Индий азотнокислый - 0,03 - 0,04
Бромистый калий - 0,50 - 0,60
Рубидий азотнокислый - 0,05 - 0,09
Теллуровокислый натрий - 0,007 - 0,009
Висмут азотнокислый - 0,012 - 0,013
Никель азотнокислый - 0,015 - 0,023
Борная кислота - 0,78 - 1,18
Цезий азотнокислый - 0,031 - 0,047
Олово хлористое - 0,068 - 0,100
Вода - Остальное до 100
На первой стадии наблюдается развитие всех форм микроорганизмов, первоначально присутствовавших в смеси и осуществляющих ее активное разложение, причем активность микроорганизмов возрастает за счет введения комплексной микроэлементной добавки. На второй стадии фермент целлюлаза достигает максимальной активности, что приводит к деградации целлюлозосодержащих компонентов смеси. Тепловая энергия, выделяющаяся в процессе биоконверсии целлюлазы, необходима для пастеризации компонентов смеси и уничтожения патогенной микрофлоры. После этих двух основных технологических стадий биоконверсионного процесса проводят постепенное охлаждение смеси до температуры окружающей среды. В этот период наблюдается стабилизация продукта биоферментации по свойствам.
The technical result is achieved in that in a method for producing a feed additive and fertilizer from organic waste, including mixing the initial mixture from organic waste and peat, loading the mixture into the reactor, purging it with oxygen-containing gas in the longitudinal and transverse directions at the first and second stages of the bioconversion process with temperature, unloading the mixture from the reactor, while biologically active substances are additionally introduced into the initial mixture. Organic waste additionally includes litter material (straw, sawdust, etc. - up to 30%). The components are ground (with a particle size distribution from 0.1 to 20 mm) and homogenized. As biologically active substances, a complex microelement additive is used, including the following components, wt.%:
Iron sulfate - 3.40 - 4.60
Manganese sulfate - 1.30 - 2.40
Cobalt sulfate - 0.24 - 0.31
Zinc sulfate - 2.70 - 3.40
Copper sulfate - 0.70 - 0.90
Potassium iodide - 0.12 - 0.15
Ammonium Vanadium Acid - 0.01 - 0.02
Potassium Dichromate - 0.13 - 0.16
Ammonium Molybdenum Acid - 0.05 - 0.15
Magnesium sulfate - 5.00 - 7.00
Gallium nitrate - 0.04 - 0.06
Arsenous sodium hydroxide - 0.005 - 0.009
Sodium selenate - 0.005 - 0.01
Indium nitrate - 0.03 - 0.04
Potassium bromide - 0.50 - 0.60
Rubidium nitrate - 0.05 - 0.09
Sodium telluric acid - 0.007 - 0.009
Bismuth nitrate - 0.012 - 0.013
Nickel nitrate - 0.015 - 0.023
Boric acid - 0.78 - 1.18
Cesium nitrate - 0.031 - 0.047
Tin chloride - 0.068 - 0.100
Water - The rest is up to 100
At the first stage, the development of all forms of microorganisms, originally present in the mixture and carrying out its active decomposition, is observed, and the activity of microorganisms increases due to the introduction of a complex microelement supplement. In the second stage, the cellulase enzyme reaches its maximum activity, which leads to the degradation of the cellulose-containing components of the mixture. The heat energy released during the bioconversion of cellulase is necessary for the pasteurization of the components of the mixture and the destruction of pathogenic microflora. After these two main technological stages of the bioconversion process, the mixture is gradually cooled to ambient temperature. During this period, stabilization of the biofermentation product by properties is observed.

Процесс биоконверсии основан на создании условий, благоприятных для развития определенных видов микроорганизмов, которые первоначально содержатся в исходной смеси. В процессе развития микрофлора продуцирует определенные продукты метаболизма (ферменты, аминокислоты, витамины, углеводы и др.), содержание которых в многокомпонентной смеси позволяет активизировать определенный биохимический процесс. Особенностью микробиологических процессов являются узкие температурные пределы развития микробной популяции, что и обусловливает температурные режимы каждой стадии. Отклонение температуры более чем на 1-3oC от приведенных граничных значений для каждой стадии приводят к серьезным нарушениям процесса биоконверсии, а значит к изменению химического состава готового продукта. Изменение временных интервалов стадий биоконверсионного процесса приводит также к изменению условий развития микроорганизмов, а следовательно, меняет состав готового продукта, особенно по содержанию протеина и жира.The bioconversion process is based on creating conditions favorable for the development of certain types of microorganisms that are initially contained in the initial mixture. In the process of development, microflora produces certain metabolic products (enzymes, amino acids, vitamins, carbohydrates, etc.), the content of which in a multicomponent mixture allows you to activate a specific biochemical process. A feature of microbiological processes is the narrow temperature limits of the development of the microbial population, which determines the temperature regimes of each stage. Deviation of temperature by more than 1-3 o C from the given boundary values for each stage leads to serious violations of the bioconversion process, and therefore to a change in the chemical composition of the finished product. Changing the time intervals of the stages of the bioconversion process also leads to a change in the conditions for the development of microorganisms, and therefore, changes the composition of the finished product, especially in terms of protein and fat.

Аэробные условия развития, достигаемые при помощи барботажа воздухом через объем смеси, способствуют развитию аэробной группы микроорганизмов. Анаэробные условия проведения процесса приводят к увеличению микроорганизмов, использующих минеральный азот, мобилизующих глюкозу, энтеробактерий и всех видов анаэробных бактерий. Использование при приготовлении исходной смеси торфа преследует две цели: во-первых, торф является влагопоглощающим материалом (это важно, поскольку средняя влажность экскрементов колеблется от 65 до 88%), а во-вторых, торф сам выступает в качестве сырья в процессе биоконверсии. Aerobic conditions of development, achieved by sparging with air through the volume of the mixture, contribute to the development of the aerobic group of microorganisms. Anaerobic conditions of the process lead to an increase in microorganisms using mineral nitrogen, mobilizing glucose, enterobacteria and all types of anaerobic bacteria. The use of peat in the preparation of the initial mixture has two purposes: firstly, peat is a moisture-absorbing material (this is important because the average moisture content of excrement ranges from 65 to 88%), and secondly, peat itself acts as a raw material in the bioconversion process.

Предлагаемая добавка отличается от известных значительно более широким перечнем биологически активных микроэлементов. Причем помимо традиционных элементов, физиологическая роль которых хорошо известна, - железа, марганца, кобальта, цинка, меди, йода микродобавка содержит другие биологически активные элементы - галлий, селен, индий, бром, рубидий, теллур, висмут, цезий, олово и др. Широкий набор микроэлементов в комплексной микродобавке и их оптимальные пропорции, характерные для живых микроорганизмов, активизируют процессы биоферментации, улучшают качество продукции, насыщают ее биологически активными ферментами, белками, микроэлементами. The proposed additive differs from the known significantly wider list of biologically active trace elements. Moreover, in addition to traditional elements, the physiological role of which is well known, - iron, manganese, cobalt, zinc, copper, iodine, the microadditive contains other biologically active elements - gallium, selenium, indium, bromine, rubidium, tellurium, bismuth, cesium, tin, etc. A wide range of micronutrients in a complex microadditive and their optimal proportions, characteristic of living microorganisms, activate bio-fermentation processes, improve product quality, saturate it with biologically active enzymes, proteins, microelements.

Получение кормовой добавки и удобрения из органических отходов путем приготовления исходной смеси, включающей измельчение ее компонентов до гранулометрического состава от 0.1 до 20 мм и обогащение комплексной микроэлементной добавкой, с последующей биоконверсией, осуществляемой в две стадии, первая из которых (стадия инкубации) протекает в течение 70 - 72 часов при температуре 37 - 39oC, а вторая (стадия пастеризации) - 46-48 часов при температуре 75-85oC, причем обе стадии носят как аэробный характер (в момент продувки), так и анаэробный (при отсутствии продувки), при этом после окончания второй стадии осуществляется постепенное охлаждение смеси до температуры окружающей среды (18 - 28oC), является новым, по сравнению с прототипом.Obtaining feed additives and fertilizers from organic waste by preparing the initial mixture, including grinding its components to a particle size distribution of 0.1 to 20 mm and enrichment with a complex microelement additive, followed by bioconversion, carried out in two stages, the first of which (incubation stage) proceeds during 70 - 72 hours at a temperature of 37 - 39 o C, and the second (pasteurisation stage) - 46-48 hours at 75-85 o C, wherein both stages are both aerobic character (when the purge) and anaerobic (in the absence of and purge), wherein after the second step is carried out gradually cooling the mixture to ambient temperature (18 - 28 o C), is new in comparison with the prototype.

Проведение процесса биоконверсии в две стадии: стадия инкубации и стадия пастеризации, позволяет наилучшим образом использовать все колонии бактерий, содержащихся в навозе, птичьем помете и торфе для получения готового продукта со стабильным и достаточно богатым по минеральным веществам, витаминам, белкам и аминокислотам составом. Предварительное обогащение загрузочной смеси комплексной микроэлементной добавкой позволяет еще больше повысить питательность готового продукта как при его использовании в качестве удобрения, так и в качестве кормовой добавки. The bioconversion process in two stages: the incubation stage and the pasteurization stage, makes the best use of all colonies of bacteria contained in manure, bird droppings and peat to obtain a finished product with a stable and sufficiently rich composition of minerals, vitamins, proteins and amino acids. Pre-enrichment of the loading mixture with a complex microelement additive allows you to further increase the nutritional value of the finished product both when it is used as fertilizer and as a feed additive.

Краткое описание чертежей
Для пояснения способа получения кормовой добавки и удобрения из органических отходов приведены чертежи, где на фиг. 1 изображен биореактор (общий вид), а на фиг. 2 - пробоотборник, с помощью которого осуществляют отбор образцов для контроля за протеканием процесса биоконверсии.
Brief Description of the Drawings
To explain the method of producing feed additives and fertilizers from organic waste, the drawings are shown, where in FIG. 1 shows a bioreactor (general view), and in FIG. 2 - a sampler, with the help of which samples are taken to monitor the progress of the bioconversion process.

Лучший вариант осуществления изобретения
Биореактор для осуществления способа получения кормовой добавки и удобрения из органических отходов состоит из корпуса 1, внутри которого размещена барботажная сетка 2, закрытого сверху крышкой 3. Через эту крышку 3 проходит приспособление 4 для вытягивания барботажной решетки 4. Биореактор устанавливают на подставку 5 в термостат, а контроль за температурой осуществляют по термометру 6. Для продувки смеси кислородсодержащим газом установлены барботажные трубки 7 - продольная аэрация, 8 - поперечная аэрация.
The best embodiment of the invention
The bioreactor for implementing the method of producing feed additives and fertilizers from organic waste consists of a housing 1, inside which there is a bubbling net 2, closed on top by a cover 3. Through this cover 3 passes a device 4 for pulling a bubbling grate 4. The bioreactor is mounted on a stand 5 in a thermostat, and the temperature is controlled by a thermometer 6. To purge the mixture with oxygen-containing gas, bubbled tubes 7 are installed — longitudinal aeration, 8 — transverse aeration.

Для проведения процесса получения кормовой добавки и удобрения из органических отходов готовят смесь (исходный субстрат) из навоза и торфа, взятых в пропорции 50% на 50%. Для реактора с полезным объемом 1.75 дм3 необходимо 1540 г смеси (616 г навоза, 924 г торфа), компоненты тщательно перемешивают и пропускают через шнековую мельницу. Полученное сырье снова перемешивают и измельчают до получения практически монодисперсной системы. Далее полученную смесь обогащают (путем орошения при перемешивании) комплексной микроэлементной добавкой: на 1 кг сухого вещества смеси берут 2 мл раствора микродобавки, снова перемешивают и загружают в корпус биореактора 1 на барботажную сетку 2 и закрывают крышкой 3. Биореактор устанавливают на подставку 5 в термостат и термостатируют до температуры 35-40oC (контроль осуществляется по термометру 6), продувают воздухом через барботажные трубки 7, 8. После этого начинается двухстадийный биоконверсионный процесс.To carry out the process of obtaining a feed additive and fertilizer from organic waste, a mixture (initial substrate) is prepared from manure and peat, taken in a ratio of 50% to 50%. For a reactor with a useful volume of 1.75 dm 3 , 1540 g of the mixture (616 g of manure, 924 g of peat) are necessary, the components are thoroughly mixed and passed through a screw mill. The resulting raw material is again mixed and crushed to obtain a practically monodisperse system. Next, the resulting mixture is enriched (by irrigation with stirring) with a complex microelement additive: 2 ml of a microadditive solution is taken per 1 kg of dry matter, mixed again and loaded into the housing of the bioreactor 1 on a bubble screen 2 and closed with a lid 3. The bioreactor is mounted on a support 5 in a thermostat and thermostat to a temperature of 35-40 o C (control is carried out by thermometer 6), blow through the air through the bubble tubes 7, 8. After this, a two-stage bioconversion process begins.

На первой стадии (стадии инкубации) проводят нагревание смеси до температуры 37 - 39oC с продувкой воздухом через каждые 24 часа, при продолжительности процесса в течение 70 - 72 часов. На второй стадии (стадии пастеризации) проводят нагревание исходной смеси до 75 - 85oC с продувкой воздухом через каждые 12 часов. Продолжительность процесса 46 - 48 часов. После этих двух основных технологических стадий биоконверсионного процесса проводят постепенное охлаждение смеси до температуры 22 - 28oC. Контроль за протеканием биоконверсионного процесса осуществляют с периодичностью в 3 часа и использованием специального пробоотборника с привлечением методов микробиологического и химического анализа.In the first stage (incubation stage), the mixture is heated to a temperature of 37 - 39 o C with air purging every 24 hours, with the duration of the process for 70 - 72 hours. In the second stage (pasteurization stage), the initial mixture is heated to 75 - 85 o C with air purging every 12 hours. The duration of the process is 46 to 48 hours. After these two main technological stages of the bioconversion process, the mixture is gradually cooled to a temperature of 22 - 28 o C. Monitoring the progress of the bioconversion process is carried out with a frequency of 3 hours and using a special sampler using microbiological and chemical analysis methods.

Пример 1
Проверка эффективности воздействия комплексной микроэлементной добавки проводилась на смеси 50% торфа и 50% навоза. В один из ферментеров в смесь не добавлялся комплекс микроэлементов. В другой ферментер добавлялась комплексная микроэлементная добавка, приготовленная из химически чистых реактивов. Для приготовления комплексной микроэлементной добавки последовательно растворяют в заданном объеме воды отвешенные навески реактивов. Полученным раствором равномерно орошают смесь, которую затем перемешивают. В таблице 1 приведены сравнительные данные влияния микроэлементной добавки на содержание биологически активных веществ в конечном продукте после 5 суток биоконверсии.
Example 1
Testing the effectiveness of the complex microelement supplement was carried out on a mixture of 50% peat and 50% manure. A complex of trace elements was not added to the mixture in one of the fermenters. In another fermenter, a complex microelement additive prepared from chemically pure reagents was added. To prepare a complex microelement additives, weighed portions of reagents are successively dissolved in a given volume of water. The resulting solution is uniformly irrigated with a mixture, which is then stirred. Table 1 shows comparative data on the effect of trace elements on the content of biologically active substances in the final product after 5 days of bioconversion.

При введении комплексной микроэлементной добавки численность микроорганизмов, преобразующих органомассу в биоферментере, была значительно более высокой, превышая органомассу прототипа в 2-25 раз по отдельным физиологическим группам. Наиболее важным признаком формирования продукта явилось активное развитие аминокислотосинтетиков: при введении в исходную смесь для биоферментации комплексной микроэлементной добавки численность аминокислотосинтезирующих микроорганизмов достигала максимальной величины 133,3 млн/г субстрата (без добавки - только 6 млн/г), в связи с чем в конечном продукте наблюдали увеличение доли сырого протеина. With the introduction of a complex microelement supplement, the number of microorganisms that convert organomass in a biofermenter was significantly higher, exceeding the organomass of the prototype by 2-25 times for individual physiological groups. The most important sign of product formation was the active development of amino acid synthetics: when a complex microelement additive was introduced into the initial mixture for biofermentation, the number of amino acid synthesizing microorganisms reached a maximum value of 133.3 million / g of substrate (without an additive - only 6 million / g), and therefore the product observed an increase in the proportion of crude protein.

Из таблицы 1 следует, что при прочих равных условиях - температуре, влажности, соотношении компонент, pH и т.д. добавление в исходную смесь комплексной микроэлементной добавки способствует повышению протеина на 25% и жира на 12% в конечном продукте, он обогатился также жизненно необходимыми макро- и микроэлементами - фосфором, калием, селеном, бромом, рубидием, сурьмой, йодом на 10-90%, практически не изменилось содержание серы, кальция, марганца, железа, кобальта, кадмия. From table 1 it follows that, ceteris paribus - temperature, humidity, ratio of components, pH, etc. the addition of a complex microelement additive to the initial mixture contributes to a 25% increase in protein and 12% fat in the final product; it is also enriched with vital macro- and microelements - phosphorus, potassium, selenium, bromine, rubidium, antimony, iodine by 10-90% , the content of sulfur, calcium, manganese, iron, cobalt, cadmium has not changed.

Пример 2
Проверка эффективности воздействия комплексной микроэлементной добавки проводилась на смеси 60% торфа и 40% навоза. В один из ферментеров в смесь не добавлялся комплекс микроэлементов. В другой ферментер добавлялась комплексная микроэлементная добавка, приготовленная из химически чистых реактивов. Для приготовления комплексной микроэлементной добавки последовательно растворяют в заданном объеме воды отвешенные навески реактивов. Полученным раствором равномерно орошают смесь, которую затем перемешивают. В таблице 2 приведены сравнительные данные влияния микроэлементной добавки на содержание биологически активных веществ в конечном продукте после 5 суток биоконверсии.
Example 2
The effectiveness of the complex microelement supplement was tested using a mixture of 60% peat and 40% manure. A complex of trace elements was not added to the mixture in one of the fermenters. In another fermenter, a complex microelement additive prepared from chemically pure reagents was added. To prepare a complex microelement additives, weighed portions of reagents are successively dissolved in a given volume of water. The resulting solution is uniformly irrigated with a mixture, which is then stirred. Table 2 shows comparative data on the effect of trace elements on the content of biologically active substances in the final product after 5 days of bioconversion.

При введении комплексной микроэлементной добавки численность микроорганизмов, преобразующих органомассу в биоферментере, была значительно более высокой, превышая органомассу прототипа в 2-25 раз по отдельным физиологическим группам. Наиболее важным признаком формирования продукта явилось активное развитие аминокислотосинтетиков: при введении в исходную смесь для биоферментации комплексной микроэлементной добавки численность аминокислотосинтезирующих микроорганизмов достигала максимальной величины 133,3 млн/г субстрата (без добавки - только 6 млн/г), в связи с чем в конечном продукте наблюдали увеличение доли сырого протеина. With the introduction of a complex microelement supplement, the number of microorganisms that convert organomass in a biofermenter was significantly higher, exceeding the organomass of the prototype by 2-25 times for individual physiological groups. The most important sign of product formation was the active development of amino acid synthetics: when a complex microelement additive was introduced into the initial mixture for biofermentation, the number of amino acid synthesizing microorganisms reached a maximum value of 133.3 million / g of substrate (without an additive - only 6 million / g), and therefore the product observed an increase in the proportion of crude protein.

Из таблицы 2 следует, что при прочих равных условиях - температуре, влажности, соотношении компонент, pH и т.д. добавление в исходную смесь комплексной микроэлементной добавки способствует повышению протеина на 25% и жира на 12% в конечном продукте, он обогатился также жизненно необходимыми макро- и микроэлементами - фосфором, калием, селеном, бромом, рубидием, сурьмой, йодом на 10-90%, практически не изменилось содержание серы, кальция, марганца, железа, кобальта, кадмия. From table 2 it follows that, ceteris paribus - temperature, humidity, ratio of components, pH, etc. the addition of a complex microelement additive to the initial mixture contributes to a 25% increase in protein and 12% fat in the final product; it is also enriched with vital macro- and microelements - phosphorus, potassium, selenium, bromine, rubidium, antimony, iodine by 10-90% , the content of sulfur, calcium, manganese, iron, cobalt, cadmium has not changed.

Промышленная применимость
Предлагаемый способ можно широко применять для переработки органических отходов, образующихся на больших животноводческих комплексах и птицефермах, в кормовые добавки и удобрения с заданным и стабильным химическим составом.
Industrial applicability
The proposed method can be widely used for processing organic waste generated in large livestock complexes and poultry farms into feed additives and fertilizers with a given and stable chemical composition.

Claims (4)

1. Способ биоконверсии органических отходов в кормовую добавку и удобрение, включающий смешение исходной смеси, состоящей из органических отходов и торфа, загрузку смеси в реактор, продувку ее кислородсодержащим газом в продольном и поперечном направлениях во время протекания биоконверсионного процесса, проводимого при повышенной температуре, выгрузку смеси из реактора, отличающийся тем, что в исходную смесь вводят биологически активные вещества, биоконверсионный процесс ведут в две стадии, первая из которых протекает в течение 70 - 72 ч, а вторая - в течение 46 - 48 ч, при этом температурный интервал проведения первой стадии равен 37 - 39oC, а второй стадии - 75 - 85oC, с последующим охлаждением до температуры окружающей среды, причем продувку кислородсодержащим газом осуществляют периодически.1. The method of bioconversion of organic waste into a feed additive and fertilizer, including mixing the initial mixture consisting of organic waste and peat, loading the mixture into the reactor, purging it with oxygen-containing gas in the longitudinal and transverse directions during the bioconversion process carried out at elevated temperature, unloading mixtures from the reactor, characterized in that biologically active substances are introduced into the initial mixture, the bioconversion process is carried out in two stages, the first of which takes 70 to 72 hours, and the second - for 46 - 48 hours, while the temperature interval for the first stage is 37 - 39 o C, and the second stage is 75 - 85 o C, followed by cooling to ambient temperature, and purging with oxygen-containing gas is carried out periodically. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве биологически активных веществ используют комплексную микроэлементную добавку, включающую следующие компоненты, мас.%:
Железо сернокислое - 3,40 - 4,60
Марганец сернокислый - 1,30 - 2,40
Кобальт сернокислый - 0,24 - 0,31
Цинк сернокислый - 2,70 - 3,40
Медь сернокислая - 0,70 - 0,90
Иодистый калий - 0,12 - 0,15
Ванадиевокислый аммоний - 0,01 - 0,02
Двухромовокислый калий - 0,13 - 0,16
Молибденовокислый аммоний - 0,05 - 0,15
Сернокислый магний - 5,00 - 7,00
Галлий азотнокислый - 0,04 - 0,06
Мышьяковистокислый натрий - 0,005 - 0,009
Селенистокислый натрий - 0,005 - 0,01
Индий азотнокислый - 0,03 - 0,04
Бромистый калий - 0,50 - 0,60
Рубидий азотнокислый - 0,05 - 0,09
Теллуровокислый натрий - 0,007 - 0,009
Висмут азотнокислый - 0,012 - 0,013
Никель азотнокислый - 0,015 - 0,023
Борная кислота - 0,78 - 1,18
Цезий азотнокислый - 0,031 - 0,047
Олово хлористое - 0,068 - 0,100
Вода - Остальное до 100.
2. The method according to claim 1, characterized in that as the biologically active substances use a complex trace element additive comprising the following components, wt.%:
Iron sulfate - 3.40 - 4.60
Manganese sulfate - 1.30 - 2.40
Cobalt sulfate - 0.24 - 0.31
Zinc sulfate - 2.70 - 3.40
Copper sulfate - 0.70 - 0.90
Potassium iodide - 0.12 - 0.15
Ammonium Vanadium Acid - 0.01 - 0.02
Potassium Dichromate - 0.13 - 0.16
Ammonium Molybdenum Acid - 0.05 - 0.15
Magnesium sulfate - 5.00 - 7.00
Gallium nitrate - 0.04 - 0.06
Arsenous sodium hydroxide - 0.005 - 0.009
Sodium selenate - 0.005 - 0.01
Indium nitrate - 0.03 - 0.04
Potassium bromide - 0.50 - 0.60
Rubidium nitrate - 0.05 - 0.09
Sodium telluric acid - 0.007 - 0.009
Bismuth nitrate - 0.012 - 0.013
Nickel nitrate - 0.015 - 0.023
Boric acid - 0.78 - 1.18
Cesium nitrate - 0.031 - 0.047
Tin chloride - 0.068 - 0.100
Water - The rest is up to 100.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после окончания процесса биоконверсии проводят охлаждение смеси до температуры 18 - 28oC.3. The method according to claim 1, characterized in that after the bioconversion process is completed, the mixture is cooled to a temperature of 18 - 28 o C. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед проведением биоконверсии компоненты смеси измельчают до гранулометрического состава от 0,1 до 20 мм. 4. The method according to claim 1, characterized in that before carrying out the bioconversion, the components of the mixture are crushed to a particle size distribution from 0.1 to 20 mm.
RU98121120/13A 1998-11-17 1998-11-17 Method of bioconversion of organic waste into feed additive and fertilizer RU2151133C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98121120/13A RU2151133C1 (en) 1998-11-17 1998-11-17 Method of bioconversion of organic waste into feed additive and fertilizer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98121120/13A RU2151133C1 (en) 1998-11-17 1998-11-17 Method of bioconversion of organic waste into feed additive and fertilizer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2151133C1 true RU2151133C1 (en) 2000-06-20

Family

ID=20212584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98121120/13A RU2151133C1 (en) 1998-11-17 1998-11-17 Method of bioconversion of organic waste into feed additive and fertilizer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2151133C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2216527C2 (en) * 2000-10-09 2003-11-20 Строительное научно-техническое малое предприятие "ЭЗИП" Method for preparing organic fertilizer
RU2220588C1 (en) * 2002-08-06 2004-01-10 Научно-производственный центр "БИОЭКОСАН" Feed additive composition and method for producing the same
RU2264460C2 (en) * 2003-12-31 2005-11-20 Государственное научно-исследовательское учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (ГНИУ ВНИИМЗ) Method for production of bioactive agent for plant cultivation
RU2556142C1 (en) * 2014-04-14 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калмыцкий государственный университет" Method for fattening bull-calves using biologically active supplement

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2539930A1 (en) * 1975-09-09 1977-03-17 Ernst Dresselhaus PROCESS FOR THE PROCESSING OF POULTRY EXECUTION INTO THINNER
SU1557144A1 (en) * 1987-12-15 1990-04-15 Новосибирский сельскохозяйственный институт Method of processing manure into composted fertilizer
SU1625859A1 (en) * 1988-12-26 1991-02-07 Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им.В.П.Горячкина Method for production of organic fertilizer
RU2071458C1 (en) * 1992-08-06 1997-01-10 Константин Иоанесович Келер Method and apparatus for preparing fertilizer from organic wastes
RU2108994C1 (en) * 1996-12-25 1998-04-20 Нина Михайловна Дятлова Method for producing fertilizers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2539930A1 (en) * 1975-09-09 1977-03-17 Ernst Dresselhaus PROCESS FOR THE PROCESSING OF POULTRY EXECUTION INTO THINNER
SU1557144A1 (en) * 1987-12-15 1990-04-15 Новосибирский сельскохозяйственный институт Method of processing manure into composted fertilizer
SU1625859A1 (en) * 1988-12-26 1991-02-07 Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им.В.П.Горячкина Method for production of organic fertilizer
RU2071458C1 (en) * 1992-08-06 1997-01-10 Константин Иоанесович Келер Method and apparatus for preparing fertilizer from organic wastes
RU2108994C1 (en) * 1996-12-25 1998-04-20 Нина Михайловна Дятлова Method for producing fertilizers

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2216527C2 (en) * 2000-10-09 2003-11-20 Строительное научно-техническое малое предприятие "ЭЗИП" Method for preparing organic fertilizer
RU2220588C1 (en) * 2002-08-06 2004-01-10 Научно-производственный центр "БИОЭКОСАН" Feed additive composition and method for producing the same
RU2264460C2 (en) * 2003-12-31 2005-11-20 Государственное научно-исследовательское учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (ГНИУ ВНИИМЗ) Method for production of bioactive agent for plant cultivation
RU2556142C1 (en) * 2014-04-14 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калмыцкий государственный университет" Method for fattening bull-calves using biologically active supplement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mengqi et al. Comprehensive review on agricultural waste utilization and high-temperature fermentation and composting
Zhou et al. Modified cornstalk biochar can reduce ammonia emissions from compost by increasing the number of ammonia-oxidizing bacteria and decreasing urease activity
Czekała et al. Sustainable management and recycling of anaerobic digestate solid fraction by composting: A review
Liu et al. Humic acid and phosphorus fractions transformation regulated by carbon-based materials in composting steered its potential for phosphorus mobilization in soil
CN101215199A (en) A kind of compost production method
CN115073230B (en) A method for enhanced removal of antibiotic resistance genes in aerobic compost
Jiao et al. Humification improvement by optimizing particle size of bulking agent and relevant mechanisms during swine manure composting
WO2024237005A1 (en) Methane fermentation device and methane fermentation method
Tie et al. The effect of calcium hydroxide addition on enhancing ammonia recovery during thermophilic composting in a self-heated pilot-scale reactor
Jayakumar et al. Microbial conversion of agricultural residues into organic fertilizers
RU2151133C1 (en) Method of bioconversion of organic waste into feed additive and fertilizer
RU2126779C1 (en) Method of producing feed additive and fertilizer from organic wastes
RU2526993C1 (en) Method of producing biogas from animal waste
RU2153262C1 (en) Method for producing feed additive by biological conversion of organic wastes
CN118637948A (en) A kind of composting accelerator, fertilizer and preparation method and application thereof
CN1309666C (en) Ecology process of controlling nitrite in fish and shrimp pond
US20200377427A1 (en) Efficient delivery of microorganisms produced from vermicomposting to soil
RU2182796C2 (en) Method for obtaining feed additive from organic raw material
CN103695523A (en) Biogas residue fermentation raw material
JPH11199357A (en) Semi-fermented fertilizer utilizing aquatic plants
CN112358350A (en) Harmless treatment method for breeding waste
CN113683466A (en) Organic fertilizer prepared by quickly decomposing and fermenting pig manure and preparation method thereof
CN113582780A (en) Phosphorus-rich and silicon-rich compost product prepared by adding yellow phosphorus slag and production method thereof
CN112624834A (en) Method for producing livestock manure organic fertilizer
CN113354454A (en) Method for combined biotransformation of sludge and kitchen waste