Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nawozu organiczno-mineralnego na nośniku celulozowym, przeznaczonego do nawożenia, zarówno doglebowego, jak i w postaci mulczu.The subject of the invention is a method of producing an organic-mineral fertilizer on a cellulose carrier, intended for both soil and mulch fertilization.
Znane są nawozy organiczno-mineralne wytwarzane przez impregnacje resztek roślinnych, w tym słomy, odciekami z upraw szklarniowych zawierających nawozy mineralne. Znane są nawozy organiczno-mineralne wytwarzane przez nasączanie odpadów zwierzęcych w postaci wełny owczej, roztworem kwasu azotowego zobojętnianego po nasączeniu wodą amoniakalną. Znany z opisu patentowego PL 227594 sposób wytwarzania nawozu organiczno-mineralnego o spowolnionym uwalnianiu składników odżywczych, w którym jako nośnik stosuje się zrębki wierzby wiciowej o wilgotności 15-20%, a jako roztwór nawozu mineralnego stosuje się wodny roztwór 32,5% roztworu mocznika, 50% roztworu saletry amonowej, 10% roztworu siarczanu magnezowego i 10% roztworu dwuzasadowego fosforanu potasowego zakwaszonego 85% kwasem fosforowym do 6,7 w skali pH. Zrębki wierzby wiciowej nasącza się roztworem nawozu mineralnego, aż do wypełnienia wszystkich pustek w zrębkach.There are organic and mineral fertilizers produced by impregnating plant residues, including straw, with leachate from greenhouse crops containing mineral fertilizers. There are organic and mineral fertilizers produced by soaking animal waste in the form of sheep wool with a solution of nitric acid neutralized after soaking with ammonia water. Known from the patent description PL 227594 for the production of an organo-mineral fertilizer with a slow release of nutrients, in which the carrier is made of basket willow chips with a moisture content of 15-20%, and an aqueous solution of 32.5% urea solution is used as a mineral fertilizer solution, 50% ammonium nitrate solution, 10% magnesium sulphate solution and 10% dibasic potassium phosphate solution acidified with 85% phosphoric acid to 6.7 on the pH scale. The basket willow chips are soaked in a solution of mineral fertilizer until all the voids in the chips are filled.
Istota sposobu wytwarzania nawozu organiczno-mineralnego na nośniku celulozowym według wynalazku polega na tym, że jako nośnik celulozowy stosuje się makulaturę, którą po zaimpregnowaniu rozwłóknia się przez okres 0,5-7 godzin, aż do uzyskania jednorodnej pulpy celulozowej. Pulpę celulozową filtruje się, aż do usunięcia zanieczyszczeń zgrubnych i do zagęszczania masy organiczno-mineralnej do wilgotności 30-60% wagowych. Korzystnie jest, gdy jako makulaturę stosuje się tekturę. Korzystnie jest, gdy makulaturę impregnuje się nawozem mineralnym zawierającym mocznik. Korzystnie jest, gdy zaimpregnowaną makulaturę rozwłóknia się za pomocą miksera o regulowanej prędkości obrotowej mieszadła 100-1200 obrotów na minutę. Korzystnie jest, gdy pulpę celulozową filtruje się najpierw grawitacyjnie na kratach o wymiarach oczek 5x5 cm, a następnie w prasie filtracyjnej. Korzystnie jest, gdy masę celulozowo-mineralną granuluje się w peletyzatorze z sitami o średnicy oczek 5-35 mm. Korzystnie jest, gdy granule suszy się do wilgotności 10-25% wagowych w suszarniach tacowych za pomocą zimnego powietrza. Korzystnie jest, gdy granule konfekcjonuje się w pojemnikach typu big-bag o pojemności 1 000 dm3.The essence of the method of producing an organo-mineral fertilizer on a cellulosic carrier according to the invention is that waste paper is used as the cellulose carrier, which, after impregnation, is defibrated for a period of 0.5-7 hours until a homogeneous cellulose pulp is obtained. The cellulose pulp is filtered until coarse impurities are removed and the organic-mineral pulp is thickened to a moisture content of 30-60% by weight. Preferably, cardboard is used as waste paper. Preferably, the waste paper is impregnated with a urea-containing mineral fertilizer. Preferably, the impregnated waste paper is defibrated by means of a mixer with adjustable rotational speed of the stirrer 100-1200 revolutions per minute. Preferably, the cellulose pulp is filtered first by gravity on 5x5 cm mesh grids and then on a filter press. Preferably, the cellulose-mineral mass is granulated in a pelletizer with screens with a mesh diameter of 5-35 mm. Preferably, the granules are dried to a moisture content of 10-25% by weight in tray dryers with the aid of cold air. Preferably, the granules are packed in big-bags with a capacity of 1,000 dm 3 .
Sposób według wynalazku pozwala wytworzyć nawóz organiczno-mineralny o zawartości substancji organicznej w postaci celulozy w ilości 30-80% wagowych, o zawartości związków mineralnych w ilości 5-60% wagowych i o wilgotności 10-25% wagowych, który zapobiega degradacji ekosystemu glebowego, zapewniając wysoką jakość plonów, dzięki wysokiej zawartości substancji organicznych w postaci włókien celulozowych. Nawóz wytworzony sposobem według wynalazku, wzbogaca glebę o materię organiczną o znacznych zdolnościach retencyjnych wilgoci, dostarczając równocześnie w sposób spowolniony znane i konieczne dla upraw, związki mineralne, ponieważ zapobiega, w szczególności: spadkowi zawartości materii organicznej i próchnicy, zakwaszeniu i zubożeniu życia biologicznego, a także nie dopuszcza większego ryzyka ubytku masy glebowej w wyniku erozji powodowanej przez wiatr i wodę. Wytwarzanie nawozu sposobem według wynalazku umożliwia wykorzystanie makulatury, w tym tektury jako nośnika, co pozwala na sekwestrację dwutlenku węgla w postaci materii organicznej związanej w glebie, przy czym każdy 1 kg nawozu, w zależności od zawartości celulozy, wiąże w glebie 1,1-1,7 kg dwutlenku węgla. Szerokie stosowanie nawozu wytwarzanego na bazie odpadowej makulatury, w tym tektury, pozwoli znacznie ograniczyć jej spalanie w instalacjach utylizujących odpady wysokokaloryczne, a tym samym może wyeliminować emisję dwutlenku węgla ze spalania makulatury i przyczynić się do spowolnienia zmian klimatycznych. Dodatkowo odciek z procesu filtracji może być wykorzystany do impregnacji kolejnej partii makulatury, w tym tektury.The method according to the invention makes it possible to produce an organic-mineral fertilizer with an organic substance content in the form of cellulose in the amount of 30-80% by weight, with a content of mineral compounds in the amount of 5-60% by weight and a moisture content of 10-25% by weight, which prevents the degradation of the soil ecosystem, ensuring high quality of the yield thanks to the high content of organic substances in the form of cellulose fibers. The fertilizer produced by the method according to the invention enriches the soil with organic matter with significant moisture retention capacity, while at the same time providing the mineral compounds known and necessary for crops in a slow way, because it prevents, in particular: a decrease in the content of organic matter and humus, acidification and depletion of biological life, and it does not accept a greater risk of loss of soil mass due to wind and water erosion. The production of the fertilizer by the method according to the invention allows the use of waste paper, including cardboard as a carrier, which allows for the sequestration of carbon dioxide in the form of organic matter bound in the soil, with each 1 kg of fertilizer, depending on the cellulose content, binds 1.1-1 in the soil , 7 kg of carbon dioxide. The wide use of fertilizer produced on the basis of waste paper, including cardboard, will significantly reduce its incineration in installations utilizing high-calorie waste, and thus may eliminate carbon dioxide emissions from the incineration of waste paper and contribute to slowing down climate change. Additionally, the effluent from the filtration process can be used to impregnate another batch of waste paper, including cardboard.
Sposób wytwarzania nawozu organiczno-mineralnego na nośniku celulozowym według wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania. Tekturę falistą o gramaturze 240 g/m2 poddaje się impregnacji zanurzeniowej roztworem mocznika o stężeniu 15% wagowych przez okres 24 godzin. Proces impregnacji prowadzi się w temperaturze 20°C pod ciśnieniem atmosferycznym stosując na każdy 1 kilogram tektury, 15 dm3 roztworu impregnacyjnego. Mieszaninę tektury i roztworu impregnacyjnego poddaje się następnie procesowi rozwłókniania za pomocą miksera o regulowanej prędkości obrotowej mieszadła 100-1200 obrotów na minutę, przy czym rozwłóknianie prowadzi przez 1 godzinę przy 150 obrotach na minutę, a następnie zwiększa prędkość obrotową mieszadła do 500 obrotów na minutę, kończąc proces rozwłókniania po upływie kolejnej 1 godziny. Tak uzyskaną pulpę celulozową oczyszcza się poprzez filtrację grawitacyjną na kratach filtracyjnych z oczkami o wymiarach 5x5 cm. Oczyszczoną z zanieczyszczeń pulpę celulozową poddaje się następnie filtracji w taśmowej prasie filtracyjnej uzyskując masę celulozowo-mineralną o wilgotności 40% wagowych, a odciek z procesu filtracji zawraca sięThe method of producing an organo-mineral fertilizer on a cellulosic support according to the invention is presented in an exemplary embodiment. Corrugated cardboard with a grammage of 240 g / m 2 is impregnated with a urea solution with a concentration of 15% by weight for a period of 24 hours. The impregnation process is carried out at a temperature of 20 ° C under atmospheric pressure, using 15 dm 3 of the impregnation solution for every 1 kg of cardboard. The mixture of cardboard and the impregnation solution is then subjected to the process of defibering with a mixer with adjustable stirrer speed of 100-1200 rpm, the defibration being carried out for 1 hour at 150 rpm, and then increasing the speed of the stirrer to 500 rpm, completing the refining process after another 1 hour. The cellulose pulp obtained in this way is cleaned by gravity filtration on filter grids with mesh sizes of 5x5 cm. The cellulose pulp cleared of impurities is then filtered in a belt filter press, obtaining a cellulose-mineral pulp with a moisture content of 40% by weight, and the effluent from the filtration process is recycled
PL 237 544 B1 do zbiornika roztworu mocznika w celu ponownego wykorzystania do impregnacji kolejnej partii tektury. Wilgotną masę celulozowo-mineralną poddaje się następnie procesowi granulacji za pomocą peletyzatora z sitami o średnicy oczek 5-35 mm wytwarzającego pelety w postaci, walców o średnicy 15 mm i wysokości 45 mm. Mokre granule - pelety rozkłada się na sitach suszarniczych w warstwach o grubości 5 cm i pozostawia się w komorach suszarniczych z naturalnym obiegiem powietrza z otoczenia o temperaturze 20°C na okres 7 dni. Wysuszone granule - pelety zawierają 4,5% mocznika odpowiadającego zawartości 6,8% azotu całkowitego przy wilgotności 11,2% wagowych. Granule - pelety konfekcjonuje się w pojemnikach typu big-bag o pojemności 1 000 dm3.Into the urea solution tank to be reused for the impregnation of another batch of cardboard. The wet cellulose-mineral mass is then subjected to the granulation process using a pelletizer with sieves with a mesh diameter of 5-35 mm, producing pellets in the form of cylinders 15 mm in diameter and 45 mm in height. Wet granules - pellets are spread on drying screens in layers 5 cm thick and left in drying chambers with natural air circulation from the environment at a temperature of 20 ° C for a period of 7 days. The dried granules - pellets contain 4.5% urea corresponding to a total nitrogen content of 6.8% with a moisture content of 11.2% by weight. Granules - pellets are packed in big-bag containers with a capacity of 1,000 dm 3 .