Повышение эффективности технологической линии производства биокомпостов путем совершенствования узла ферментирования

• Автор: Соколов, Алексей Валентинович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Кострома
• Количество страниц: 156 с. : ил.

1 .СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Влияние органических удобрений на плодородие почв

1.2 Агрохимические и агроэкологические свойства компоста

1.3 Существующие технологии производства ком постов из навоза и помета

1.4 Ускоренное ферментирование

1.4.1 Разложение в аэробных условиях

1.4.2 Факторы, влияющие на процесс приготовления компоста

1.4.3 Изменение органического вещества в процессе приготовления компоста

1.4.4 Минерализация белковых соединений

1.5 Анализ систем ускоренного ферментирования

1.6 Рабочая гипотеза и задачи исследования

2. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РАБОТЫ УЗЛА ФЕРМЕНТИРОВ АИЯ
2.1 Модель функционирования узла ферментирования
2.2 Технологическая схема работы и конструкция узла ферментирования
2.3 Система автоматического управления процессом ферментирования
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РАБОТЫ УЗЛА ФЕРМЕНТИРОВАНИЯ
3.1 Задачи и программа экспериментальных исследований
3.2 Методика проведения экспериментального исследования на лабораторной установке
3.2.1 Описание лабораторной экспериментальной установки
3.2.2 Приборы и аппаратура, используемые при исследованиях на лабораторной и производственной экспериментальных установках
3.2.3 Методика проведения эксперимента по исследованию влияния расхода воздуха в системе вентиляции, на концентрацию кислорода в компостируемой массе
3.2.4 Методика проведения эксперимента по исследованию влияния времени процесса ферментирования, на концентрацию кислорода в массе
3.2.5 Методика проведения эксперимента по исследованию влияния концентрации кислорода в компостируемой массе на скорость е саморазогревания
3.2.6 Методика проведения эксперимента по исследованию влияния времени процесса ферментации на температуру массы
3.3 Методика проведения производственного экспериментального исследования
3.3.1 Производственная экспериментальная установка
3.3.2 Методика проведения эксперимента по определению оптимальной высоты слоя компостируемой массы
3.3.3 Методика проведения эксперимента по исследованию влияния расхода воздуха через систему вентиляции и температуры компостируемой массы на концентрацию кислорода
3.3.4 Методика проведения эксперимента по исследованию влияния концентрации кислорода в компостируемой массе и е температуры на скорость саморазогревания массы
3.3.5 Методика проведения эксперимента по определению оптимальной концентрации кислорода в массе при е температуре свыше С
3.3.6 Методика проведения эксперимента по определению зависимости между временем процесса ферментирования и температурой массы, при оптимальном значении концентрации кислорода
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РАБОТЫ УЗЛА ФЕРМЕНТИРОВАНИЯ
4.1 Результаты исследования лабораторной экспериментальной установки
4.1.1 Результаты исследования по влиянию расхода воздуха в системе вентиляции, на концентрацию кислорода в массе
4.1.2 Результаты эксперимента по исследованию влияния времени процесса фсрментирования, на концентрацию кислорода в массе
4.1.3 Результаты эксперимента по исследованию влияния концентрации кислорода в компостируемой массе на скорость е саморазогревания
4.1.4 Результаты эксперимента по исследованию влияния времени процесса ферментирования на температуру массы
4.2 Результаты исследования производственной экспериментальной установки
4.2.1 Результаты эксперимента по определению оптимальной высоты слоя компостируемой массы
4.2.2 Результаты эксперимента по исследованию расхода воздуха в системе вентиляции и температуры компостируемой массы, на концентрацию кислорода
4.2.3 Результаты эксперимента но исследованию влияния концентрации кислорода в компостируемой массе и е температуры на скорость саморазогревания массы до температуры С
4.2.4 Результаты эксперимента по определению оптимальной концентрации кислорода в массе при е температуре свыше С
4.2.5 Результаты эксперимента по определению зависимости между временем процесса ферментирования и температурой массы, при оптимальном значении концентрации кислорода
4.3 Физико химические и микробиологические исследования биокомпоста
5. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1 Оценка технико экономической эффективности работы узла ферментирования в технологической линии производства биокомпостов ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Если 1т навоза давала прибавку урожая зеленой массы кукурузы 1ц, то 1т компоста 3,2ц. Следует отметить, что доза компоста была в 5 раз меньше, это позволило снизить затраты на вывозку, погрузку и внесение удобрения, а также увеличить удобряемую площадь . Положительные результаты при использовании компоста были получены во ВНИИ удобрений и аропочвоведения имени Д. Н. Прянишникова при выращивании овощных культур. Компост был приготовлен на основе птичьего помета с добавлением опилок. В результате проведенных исследований учными было установлено, что компост оказывает положительное влияние на урожайность испытываемых культур , , , , , . Компост, полученный в результате ускоренного ферменгирования в аэробных условиях смеси птичьего помета с торфом имеет высокое содержание основных питательных веществ, прежде всего азота и фосфора, равное соответственно 3,9 и 3,5. Содержит также их подвижные формы, способствующие оптимизации минерального питания растений. Характеризуется высоким содержанием органического вещества ,8, щелочной реакцией среды 8,4, наличием необходимых для растений м и кроэлементов. Компост отличается благоприятными физическими свойствами. В целом по агрохимическим, агрофизическим и санитарногигиеническим показателям компост можно отнести к ценным органическим удобрениям. Следует учитывать, что биоудобрения, получаемые методом ускоренного ферментирования, имеют преимущества в экологическом отношении перед исходным органическим сырьем, в частности перед птичьим пометом. Высокое качество компостов достигается также за счет увеличения выхода гуминовых кислот при повышении температуры компостируемой массы и увеличения содержания подвижных форм питательных веществ для растений. Наряду с макроэлементами, в компостах содержатся необходимые для растений микроэлементы медь, цинк, молибден, бор и др. Содержание тяжелых металлов в компостах низкое. В сухой массе этих удобрений в среднем содержится кадмия 0,1 0. Госсанэпиднадзором России ГН 2. Как известно, птичий помет относят к органическим удобрениям с высоким содержанием питательных веществ для растений. Вместе с тем он обладает рядом неблагоприятных свойств. Так, сырой птичий помет имеет сильный неприятный запах, содержит большое количество семян сорных растений и микроорганизмов, среди которых встречаются возбудители опасных инфекционных болезней птицы, сельскохозяйственных животных и человека. Установлено, что в 1 мл помета содержится до 3 микробных клеток, возбудителей инфекций, других патогенных бактерий, вирусов и грибов. К негативным свойствам наливного, сырого помета на птицефабриках относится также его вязкая, липкая консистенция, что осложняет работы по внесению такого удобрения в почву или грунт. Устранение неблагоприятных свойств помета достигается с помощью его переработки методом ускоренного ферментирования при температуре С с применением активного вентилирования воздухом, когда происходит обеззараживание массы от фитопатогенов и жизнеспособных семян сорных растений. Аэробное ферментирование помета позволяет получать высококачественные удобрения с агрохимической точки зрения с высоким выходом гуминовых кислот и наличием подвижных форм основных элементов питания. Как известно, одним из способов получения экологически безопасного удобрения из сырого птичьего помета является его высокотемпературная сушка при С. Однако при этом в готовом продукте сухом птичьем помете полностью уничтожается микрофлора в т. Существующие технологии производства компостов из навоза и
Компостирование биологический процесс минерализации и гумификации органических веществ, происходящих в аэробных условиях под воздействием микроорганизмов, в основном теплолюбивых термофильных. При компостировании органические отходы разогреваются до температуры С, что губительно влияет на личинки и куколки мух, яйца гельминтов и болезнетворные неспорообразующие микроорганизмы. Микробиологический процесс разложения органического вещества происходит в две стадии. Сначала с ростом численности микроорганизмов температура компостируемой массы повышается до С.