Разумов Виктор Иванович, Гусев Константин Константинович
Приоритеты:
Изобретение относится к переработке торфа, а именно к способу получения маточного раствора гумата натрия, и может найти применение в различных областях — в сельском хозяйстве, металлургии, резиновой промышленности, ветеринарии, медицине, деревообрабатывающей и пищевой промышленности. Торф сушат, измельчают до размера частиц не более 1 мм, просеивают и фасуют вместе с реагентом NаОН в пакеты из нетканого гигроскопического материала размером 30 х 40 см. На 1 кг торфа берут 50 г NаОН, пакеты плотно укупоривают. Для получения маточного раствора пакеты помещают в пластмассовую емкость и заливают водой при температуре 70-80 o С в соотношении исходный материал/жидкость 1:20 — 1:25. Надавливая на пакет, жидкость тщательно перемешивают в течение 10-15 мин до появления пены коричневого цвета, затем емкость плотно закрывают и ведут запаривание в течение 2-3 ч, снова тщательно перемешивают жидкость в емкости, пакет вынимают из емкости и тщательно отжимают. Способ позволяет упростить и удешевить технологию получения гумата натрия, а также получить более концентрированный раствор биологически активного препарата. 1 ил., 4 табл.
Формула изобретения
Способ получения гумата натрия, включающий сушку, измельчение и просеивание исходного материала, обработку исходного материала с выделением целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве исходного материала используют, например, осоковый низинный фрезерный торф, который измельчают до размера частиц не более 1 мм, дозируют и фасуют вместе с реагентом NaOH в пакеты из нетканого гигроскопического материала размером 36х40 см, на 1 кг торфа берут 50 гр NaOH, пакеты плотно укупоривают, для получения маточного раствора пакеты помещают в емкость и заливают водой при температуре 70 — 80 o C в соотношении исходный материал/жидкость 1:20 — 1:25, надавливая на пакет, жидкость в емкости тщательно перемешивают в течение 10 — 15 мин, затем емкость плотно закрывают и ведут запаривание в течение 2 — 3 ч, снова тщательно перемешивают жидкость в емкости, пакет вынимают из емкости и тщательно отжимают.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способу получения маточного раствора гумата из природного сырья, а именно из торфа, и может найти широкое применение в различных областях народного хозяйства: в сельском хозяйстве (растениеводстве, садоводстве, животноводстве, птицеводстве), в металлургии, резиновой промышленности, деревообрабатывающей промышленности, ветеринарии, медицине, пищевой промышленности.
Проблема разработки дешевых технологий для получения биологически активных препаратов из природного сырья является актуальной задачей.
Важная биологическая роль гумуса в природе и оказываемое им влияние на растительные и другие организмы постоянно привлекают внимание к гуминовым веществам (ГВ).
Современные сведения о природе и свойствах ГВ, особенно их ценной составляющей — гуминовых кислот (ГК), довольно широко отражены в различных источниках информации.
Основные стадии процесса получения ГК можно охарактеризовать следующим образом: приготовление торфокислотной суспензии (1:20), гидролиз торфа в кислой среде (4%-ная серная кислота) в течение 4-х часов, подщелачивание продукта до pH 12 — 13, щелочная обработка в течение 1 часа, подкисление гидролизата до pH 3,4 — 4,0, отделение от жидкого продукта гуминового комплекса центрифугированием (Г.В. Наумова «Торф в биотехнологии», Минск, «Наука и техника», 1987, с. 85).
Гуминовые препараты кислотно-щелочного гидролиза по сравнению с исходными ГК имеют более высокую степень окисленности, парамагнетизма, что повышает их биологическую активность.
Известен способ приготовления органического реагента (пат. РФ N 2025515, C 22 B 3/16, 10.06.92), заключающийся в смешивании торфа с раствором гидроокиси натрия, термообработке полученной смеси, отделении раствора органического реагента фильтрацией. Темообработку смеси ведут при температуре 115 — 130 o C. Выщелачивание металлов из сырья органическим реагентом проводят при следующем режиме тепловой обработки: давление 0,3 — 0,5 атм в течение 10 — 30 минут при температуре процесса до 130 o C.
Известен способ подготовки торфа для его комплексной переработки (а.с. СССР N 1460036, C 10 F 9/00) на химические продукты путем экстракции торфа кипящим бензином БР (бензин ректификационный) для получения воска и гуминовой кислоты. Торф предварительно перед экстракцией подвергают термообработке при температуре 225 — 275 o C в среде газов разложения с последующим резким охлаждением.
Известен способ получения гуминовых кислот (а.с. СССР N 1509393, C 10 F 9/00) из торфа, включающий подсушивание, измельчение, обработку щелочью, выделение целевых продуктов. Измельченный подсушенный торф подвергают термообработке при температуре 225 — 275 o C в среде газов разложения, твердый остаток термолиза повергают обработке бензином БР для экстракции воска, а затем остаток обрабатывают раствором щелочи и выделяют гуминовые кислоты подкислением (прототип).
Недостатком известных способов является сложность технологического процесса.
Технической задачей изобретения является упрощение способа получения маточного раствора гумата натрия и удешевление технологического процесса, а также получение наиболее концентрированного (маточного) раствора гумата натрия.
С этой целью предлагается способ получения гумата натрия, включающий сушку, измельчение и просеивание исходного материала (торфа), обработку исходного материала с выделением целевого продукта. Исходный материал измельчают до размера частиц не более 1 мм и дозируют вместе с реагентом NaOH из расчета 1 кг торфа и 50 г NaOH в пакеты из гигроскопического нетканого материала размером 36 х 40 см, пакеты плотно укупоривают, для получения маточного раствора пакет помещают в емкость до 25 литров и заливают водой температурой 70 — 80 o C в количестве 20 — 25 литров, жидкость с пакетом в емкости тщательно перемешивают в течение 10 — 15 минут, затем емкость плотно закрывают и ведут запаривание в течение 2 — 3 часов, затем жидкость в емкости снова тщательно перемешивают, вынимают пакет из емкости и отжимают его.
Полученный раствор — маточный раствор гумата натрия — используют по назначению. Отжатые пакеты — твердую фракцию утилизируют.
Сырьем для приготовления гумата натрия является, например, осоковый низинный фрезерный торф со степенью разложения не ниже 20%. Исходное сырье высушивают до влажности 40 — 45% и измельчают в машине измельчения при установке сита диаметром не более 1 мм, затем подают в бункер-дозатор. Из бункера-дозатора продукт фасуют в пакеты размером, например, 36 х 40 см, причем на 1 кг торфа берут 50 г NaOH, который фасуют вместе с торфом в тот же пакет. Для пакетов используют нетканый гигроскопический материал, например укрывной материал СПАНБОНД. Пакеты плотно укупоривают, например зашивают, и помещают в полиэтиленовые мешки для удобства транспортировки. Для приготовления маточного раствора пакет вынимают из полипропиленового мешка, помещают в пластмассовую емкость из пищевой пластмассы объемом, например, до 25 литров и заливают водой температурой 70 — 80 o C в количестве, например 20 — 25 литров. Интенсивно перемешивают жидкость в емкости, надавливая на пакет в течение 10 — 15 минут до выделения пены коричневого цвета, и плотно закрывают крышкой. Запаривание ведут в течение 2 — 3 часов. Затем еще раз интенсивно перемешивают жидкость в емкости, надавливая на пакет, вынимают пакет и тщательно его отжимают. Отжатые пакеты с твердой фракцией утилизируют. Жидкая фракция — концентрированный (маточный) раствор гумата натрия.
Фасовка исходного сырья в количестве 1 кг выбрана из расчета удобства составления пропорций «исходный материал : жидкость».
Использование нетканого гигроскопического материала для изготовления пакетов позволяет использовать пакет в качестве своеобразного реактора.
Температура воды для заливания исходного сырья 70 — 80 o C выбрана из расчета сохранения клетки исходного сырья в «живом состоянии».
Время размешивания жидкости в емкости 10 — 15 минут выбрано из расчета насыщения исходного сырья кислородом из воздуха и полного растворения NaOH в жидкости (воде).
Запаривание исходного сырья в течение 2 — 3 часов выбрано из расчета полного отделения ГК.
Структурная формула гуминовой кислоты по С.С. Драгунову имеет вид: В предлагаемом процессе учтены все требования, предъявляемые к технологическим процессам получения качественного гумата натрия: наличие гидромодуля; окислительный процесс происходит за счет расчитанного размера пакета, свободного перемещения в нем измельченного торфа, растворения реагента в жидкости в сочетании с кислородом, находящимся в пакете, pH 7 — 8.
В табл. 1 даны выходы водорастворимых и легкогидролизуемых веществ из исходного торфа.
В табл. 2 даны характеристики гуминовой кислоты исходного торфа.
Влажность и зольность исходного торфа определяют по следующим стандартам: влажность аналитическая — по ГОСТ 11305-83, зольность аналитическая A — по ГОСТ 11306-83.
Влажность и зольность исходного торфа даны в табл. 3.
В табл. 4 приведен сравнительный анализ элементного состава гумата натрия, полученного по предлагаемому способу и по способу-прототипу.
Целевой продукт — маточный раствор гумата натрия, по предлагаемому способу отфильтрованный раствор без балласта получают без использования реактора и центрифуги и другой дорогостоящей аппаратура.
Так, например, в технологическое оборудование по способу-прототипу входит: узел термообработки со стальным реактором, термопара хромель-алюмелевая в стальном чехле с потенциометром, электромотор с регулятором скорости вращения, трубчатая печь, лабораторный автотрансформатор.
Узел охлаждения состоит из душа и приемной ванны; шахтомельничная сушилка, измельчающая машина, вибросито.
Полученный препарат — гумат натрия — представляет собой экологически чистый продукт природного происхождения, обладающий высокой биологической активностью в отношении широкого класса вещества органической и минеральной природы. Он обладает антимикробными свойствами: подавляет жизнедеятельность патогенной микрофлоры, содержит органические кислоты, способные разрушать кислотонеустойчивые токсины, обладает вяжущими свойствами, активизирует обмен веществ, углеводный и белковый метаболизм, усиливает дыхание, повышает коэффициент использования питательных веществ кормов, стимулирует жизнедеятельность микрофлоры, ускоряет рост и формирование организма.
Рассмотренные характеристики подтверждены: Государственной комиссией по химическим средствам борьбы с вредителями, болезнями растений и сорняками; Всесоюзным онкологическим научным центром (г. Москва); Институтом экспериментальной и клинической онкологии (г. Москва); Комитетом по канцерогенным веществам и мерам профилактики (г. Москва); Ветеринарным фармакологическим советом (г. Москва); Государственным агропромышленным комитетом (г. Москва), Министерством сельского хозяйства при правительстве Свердловской области (г. Екатеринбург); ЗАО «Богдановическая птица» (Свердловская область) и др.
Источник
Способ получения гумата натрия
Изобретение относится к способам переработки торфа, а именно к способу получения гумата натрия. Исходный материал (торф) с естественной влажностью просеивают до размера частиц не более 3 мм. Фасуют его вместе с реагентом NaOH в пакеты из нетканого гигроскопичного материала, причем NaOH помещают в отдельный пакет также из нетканого гигроскопического материала. Пакеты с торфом и реагентом NaOH плотно укупоривают. Для получения маточного раствора пакет с торфом и NaOH помещают в емкость, заливают водой, нагретой до 60-65 o С, в соотношении исходный материал /жидкость 1:20-1:25. Надавливают на пакет до намокания. Емкость плотно закрывают и настаивают в течение 5 ч. Затем тщательно перемешивают жидкость в емкости. Пакет отжимают и вынимают из емкости. Объем пакета для реагента NaOH выбирают в два раза больше объема этого реагента. Объем пакета для торфа в 3-3,5 раза больше объема торфа. На 1 кг исходного материала используют 100-120 г NaOH. Изобретение позволяет получить концентрированный и биологически активный маточный раствор гумата натрия. 1 табл.
Изобретение относится к способам переработки торфа, а именно к способу получения маточного раствора гумата натрия из торфа, и может найти применение в различных областях — в сельском хозяйстве, ветеринарии, медицине и в пищевой промышленности.
Гумат натрия — биологически активное вещество (БАВ), которое может применяться, например, в сельскохозяйственном животноводстве и птицеводстве в качестве ветеринарного препарата, в качестве кормовой добавки; в медицине как биологически активная добавка (БАД), в пищевой промышленности в качестве БАД.
Поиск нетрадиционных источников сырья (исходного материала) для приготовления БАВ и БАД всегда актуален.
Известно получение гумата натрия из торфа и каменного угля путем обработки щелочью натрия («Аграрная наука», 1, 2000, с.13-14).
Известен способ получения гумата натрия (пат. РФ 2150484, С 10 F 7/00 от 21.04.99), включающий сушку торфа, измельчение его до размера частиц не более 1 мм, просеивание и фасовку вместе с реагентом NaOH в пакеты из нетканого гигроскопического материала размером 3640 см. На 1 кг торфа берут 50 г NаОН, пакеты плотно укупоривают. Для получения маточного раствора пакеты помещают в пластмассовую емкость и заливают водой при температуре 70-80 o C в соотношении исходный материал : жидкость 1:20-1:25. Надавливая на пакет, жидкость тщательно перемешивают в течение 10-15 мин до появления пены коричневого цвета, затем емкость плотно закрывают и запаривают в течение 2-3 часов, снова тщательно перемешивают жидкость в емкости, пакет вынимают из емкости и тщательно отжимают (прототип).
Технической задачей изобретения является упрощение способа, а также получение более концентрированного и биологически более активного маточного раствора гумата натрия.
Для решения технической задачи предлагается способ получения гумата натрия, включающий просеивание исходного материала, обработку исходного материала с выделением целевого продукта, причем в качестве исходного материала используют, например, осоковый низинный фрезерный торф, который после просеивания фасуют вместе с реагентом NaOH в пакеты из нетканого гигроскопического материала, пакеты плотно укупоривают, для получения маточного раствора пакеты помещают в емкость и заливают водой в соотношении исходный материал : жидкость 1:20-1:25, надавливая на пакет тупым предметом до намокания пакета, емкость плотно закрывают, после обработки исходного материала полученный исходный материал снова тщательно перемешивают в емкости, пакет вынимают из емкости и тщательно отжимают, отличающийся тем, что исходный материал используют с естественной влажностью 45%, просеивают его до размера частиц не более 3 мм, реагент NaOH помещают в отдельный пакет из нетканого гигроскопического материала для обеспечения исключения несанкционированного контакта реагента NаОН с исходным материалом, размер пакета для реагента NaOH выбирают исходя из условия: объем пакета в два раза больше объема реагента, размер пакета для исходного материала (торфа) выбирают из условия: объем пакета в 3-3,5 раза больше объема торфа, на один килограмм исходного материала (торфа) берут 100-120 г реагента NаОН, воду для обработки исходного материала нагревают до температуры 60-65 o С, настаивание ведут в течение 5 часов.
Пакеты с исходным материалом и реагентом пропаивают двойным швом. Укупоренный пакет помещают еще в один пакет из полиэтилена толщиной не менее 40 мкм, который тоже пропаивают двойным швом.
Для предотвращения начала частичной реакции нейтрализации торфа пакеты хранят при температуре от -10 до +10 o C.
Для получения маточного раствора гумата натрия используют любые емкости, кроме алюминиевых. Используемые емкости имеют плотно закрывающуюся крышку и горловину, в которую должен проходить пакет с исходным материалом.
В сравнении с прототипом предлагаемый способ позволяет упростить и удешевить технологию получения гумата натрия за счет исключения операций сушки и измельчения торфа; получить более концентрированный и биологически активный маточный раствор гумата натрия за счет более полной нейтрализации торфа.
За счет снижения температуры воды до 60-65 o C, увеличения количества реагента NаОН, увеличения времени настаивания удалось значительно изменить химический состав маточного раствора по сравнению с аналогом, например: в составе появилось пятнадцать аминокислот, отсутствующих в аналоге, т.к. при температуре 70 o С эти аминокислоты распадаются; увеличилось количество гуминовых кислот в растворе с 2,1% (в аналоге) до 3,6%; содержание натрия в растворе увеличилось в 4,0 раза, содержание кальция — в 4,5 раза, йода — в 2,4 раза; рН изменился с 6,5 (аналог) до 7,15, т.е. раствор более нейтральный; отсутствуют тяжелые металлы и вредные примеси: свинец, мышьяк, хром, никель, нитраты.
Далее для сравнения приведена таблица химического состава гумата натрия, полученного способом-аналогом и предлагаемым способом.
Способ получения гумата натрия, включающий просеивание исходного материала, например, осокового низинного фрезерного торфа, обработку его с выделением целевого продукта — маточного раствора, причем после просеивания исходный материал фасуют вместе с реагентом NaOH в пакеты из нетканого гигроскопического материала, пакеты плотно укупоривают, для получения маточного раствора пакеты помещают в емкость и заливают водой в соотношении исходный материал/жидкость 1: 20-1:25, надавливают на пакет тупым предметом до намокания пакета, емкость плотно закрывают, ведут обработку исходного материала, после которой жидкость в емкости тщательно перемешивают, пакет вынимают из емкости и тщательно отжимают, отличающийся тем, что исходный материал используют с естественной влажностью, просеивают его до размера частиц не более 3 мм, реагент NaOH также фасуют в отдельный пакет из нетканого гигроскопического материала, размер пакета для реагента NaOH выбирают исходя из условий: объем пакета в два раза больше объема реагента, размер пакета для исходного материала выбирают из условия: объем пакета в 3-3,5 раза больше объема исходного материала, на 1 кг исходного материала берут 100-120 г реагента, воду для обработки исходного материала нагревают до температуры 60-65 o С, настаивание ведут в течение 5 ч.
— по ГОСТ 11305-83, зольность аналитическая A 
40 см. На 1 кг торфа берут 50 г NаОН, пакеты плотно укупоривают. Для получения маточного раствора пакеты помещают в пластмассовую емкость и заливают водой при температуре 70-80 o C в соотношении исходный материал : жидкость 1:20-1:25. Надавливая на пакет, жидкость тщательно перемешивают в течение 10-15 мин до появления пены коричневого цвета, затем емкость плотно закрывают и запаривают в течение 2-3 часов, снова тщательно перемешивают жидкость в емкости, пакет вынимают из емкости и тщательно отжимают (прототип).
45%, просеивают его до размера частиц не более 3 мм, реагент NaOH помещают в отдельный пакет из нетканого гигроскопического материала для обеспечения исключения несанкционированного контакта реагента NаОН с исходным материалом, размер пакета для реагента NaOH выбирают исходя из условия: объем пакета в два раза больше объема реагента, размер пакета для исходного материала (торфа) выбирают из условия: объем пакета в 3-3,5 раза больше объема торфа, на один килограмм исходного материала (торфа) берут 100-120 г реагента NаОН, воду для обработки исходного материала нагревают до температуры 60-65 o С, настаивание ведут в течение 5 часов.
