PL246687B1 - Zespół urządzeń do wytwarzania preparatu nawozowo-jonowego do użyźniania gleb i zasilania roślin uprawnych - Google Patents

Abstract

Zgłoszenie rozwiązuje zagadnienie budowy zespołu urządzeń do wytwarzania preparatu nawozowo-jonowego do użyźniania gleb i zasilania roślin uprawnych. Zespół ten posiada wstępny moduł filtracji (1) zasilany zasilającą pompą (2), połączony z reaktorem roztarcia kompostu (3), wyposażonym w średnioobrotowe mieszadło (6). Reaktor roztarcia kompostu (3) jest połączony z zespołem pomp (7) oraz z reaktorem roztworu właściwego (8), połączonym z końcowym modułem filtracji (11), zaopatrzonym w filtracyjną membranę (12). Końcowy moduł filtracji (11) jest połączony z reaktorem jonizacji (14) wyposażonym w grzałki oraz w cyrkulacyjne pompy (15), a ponadto jest on połączony z modułem separacji jonowej (16) łączącym się ze zbiornikiem bioroztworu (18) oraz z zespołem cyrkulacyjnych pomp (17).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół urządzeń do wytwarzania preparatu nawozowo-jonowego do użyźniania gleb i zasilania roślin uprawnych.

Zespół zgodnie z rozwiązaniem stanowi instalację umożliwiającą wykorzystanie zjawiska separacji i jonizacji cząsteczek związków organicznych do wytworzenia płynnego, wieloskładnikowego produktu, bogatego w składniki odżywcze przyswajalne przez większość roślin uprawnych.

Rozwiązanie znajduje wszechstronne zastosowanie w rolnictwie i w ogrodnictwie.

Dotychczas nie były znane urządzenia umożliwiające wytworzenie płynnej mieszanki odżywczej, bazującej na zjawisku separacji i jonizacji związków w układach dwufazowych.

Z opisu polskiego wynalazku, chronionego patentem nr Pat. 158489, znany jest reaktor syntezy mocznika, pozyskiwanego z amoniaku i dwutlenku węgla w wyniku reakcji prowadzonej w obecności wodnego roztworu recyrkulacyjnego nieprzereagowanych surowców. Surowce są wydzielane z mieszaniny poreakcyjnej. Reaktor ma postać pionowego cylindrycznego naczynia z kulistymi dnami i sitowymi półkami umieszczonymi w cylindrycznej części reaktora. U dołu reaktor ma przewody doprowadzające substraty, natomiast u góry jest wyposażony w króciec odprowadzający mieszaninę poreakcyjną.

W dolnej części pod półkami znajduje się mieszalnik zamocowany na wspornikach. W dolnym kulistym dnie naczynia są umieszczone promieniowo przewody doprowadzające substraty. Ich osie przecinają się w jednym punkcie wewnątrz mieszalnika w odległości 0,2-0,3 wysokości od dolnej krawędzi. Średnica wewnętrzna mieszalnika stanowi 0,25-0,4 średnicy wewnętrznej części cylindrycznej naczynia. Wysokość mieszalnika stanowi 0,5-1,6 średnicy wewnętrznej części cylindrycznej.

Celem rozwiązania, zgodnie z wynalazkiem jest opracowanie konstrukcji zespołu urządzeń tworzących instalację do wytwarzania płynnego związku na bazie kompostu pochodzenia organicznego, do użyźniania gleb i zasilania roślin uprawnych.

Istotą wynalazku jest budowa zespołu urządzeń, tworzących instalację do wytwarzania preparatu nawozowo-jonowego do użyźniania gleb i zasilania roślin uprawnych w niezbędne składniki.

Zespół, według wynalazku, tworzy wstępny moduł filtracji, zasilany zasilającą pompą, połączony z reaktorem roztarcia kompostu, ukształtowanym w formie cylindrycznego naczynia ze stożkowym dnem. Reaktor roztarcia kompostu jest wyposażony w elektryczny silnik, napędzający zamontowane w nim średnioobrotowe mieszadło roztarcia kompostu. Reaktor roztarcia kompostu jest połączony z zespołem pomp oraz rurociągiem z reaktorem roztworu właściwego poprzez środkowy moduł filtracji. Wewnątrz reaktora roztworu właściwego znajduje się wysokoobrotowe mieszadło, rozmieszczone osiowo, pracujące z prędkością 2 500-12 000 obrotów/minutę, w temperaturze panującej w reaktorze, wynoszącej 20-40°C. Reaktor roztworu właściwego jest połączony z końcowym modułem filtracji, zaopatrzonym w filtracyjną membranę o przepustowości cząsteczek stałych wielkości do 40 μm, a także w zespół pomp. Końcowy moduł filtracji jest połączony z reaktorem jonizacji, wyposażonym w zainstalowane wewnątrz grzałki, podgrzewające znajdujący się w nim roztwór właściwy (retentat) do temperatury 20-40°C. Reaktor jonizacji posiada zespół cyrkulacyjnych pomp. Z reaktorem jonizacji współpracuje moduł separacji jonowej, zaopatrzony w zespół pomp cyrkulacyjnych oraz w sterujący procesem jonizacji zachodzącym w reaktorze jonizacji, moduł separacji jonowej, połączony ze zbiornikiem bioroztworu.

Opisana konstrukcja polegająca na zestawieniu zespołu urządzeń w instalację, zgodnie z wynalazkiem, umożliwia wytworzenie płynnej mieszanki do użyźniania gleb i zasilania roślin uprawnych. Mieszanka ta charakteryzuje się ściśle określonym, wysokowartościowym składem, o jednorodnej strukturze. Otrzymywana w wyniku procesu przeprowadzonego przy użyciu opisanego zespołu urządzeń mieszanka, jest szybko i łatwo przyswajalna przez rośliny.

Zastosowanie modułów filtracji pozwala na usuwanie z zawiesiny niepożądanych jonów dzięki możliwości zawracania niepożądanych części stałych, pochodzących z poddawanego procesowi przetwarzania materiału organicznego oraz dodatków. Realizowany przy użyciu opisanej instalacji proces wytwarzania preparatu nawozowego, zapewnia uzyskanie wysoko specjalistycznego produktu, o stabilnej i trwalej strukturze, w 100% przyswajalnego przez rośliny uprawne. Otrzymany związek jest łatwy i prosty w użyciu, przy zastosowaniu ogólnie dostępnych opryskiwaczy z dyszami drobnokroplistymi, zapewniającymi równomierne dozowanie cieczy na powierzchnie liści roślin uprawnych.

Przedmiot wynalazku został objaśniony w przykładzie wykonania, na załączonym rysunku, w formie schematu blokowego, przedstawiającego zespół urządzeń do wytwarzania preparatu nawozowo

-jonowego do użyźniania gleb i zasilania roślin uprawnych, z wykorzystaniem zjawiska separacji i jonizacji cząsteczek.

Zespół, zgodnie z rozwiązaniem, tworzy wstępny moduł filtracji 1, zasilany zasilającą pompą 2, połączony z reaktorem roztarcia kompostu 3, ukształtowanym w formie cylindrycznego naczynia ze stożkowym dnem 4, wyposażony w elektryczny silnik 5, napędzający zamontowane w reaktorze roztarcia kompostu 3 średnioobrotowe mieszadło roztarcia kompostu 6. Reaktor roztarcia kompostu 3 jest połączony z zespołem pomp 7 oraz rurociągiem z reaktorem roztworu właściwego 8 poprzez środkowy moduł filtracji 9. Wewnątrz reaktora roztworu właściwego 8 jest zamontowane wysokoobrotowe mieszadło 10, pracujące z prędkością 2 500-12 000 obrotów/minutę, w temperaturze panującej w reaktorze 8, wynoszącej 20-40°C. Reaktor roztworu właściwego 8 jest połączony z końcowym modułem filtracji 11, wyposażonym w filtracyjną membranę 12 o przepustowości cząsteczek stałych wielkości do 40 μm oraz w zespół pomp 13, przy czym końcowy moduł filtracji 11 jest połączony z reaktorem jonizacji 14, zainstalowanymi wewnątrz grzałkami, podgrzewającymi roztwór właściwy do temperatury 20-40°C. Reaktor jonizacji 14 posiada cyrkulacyjne pompy 15. Z reaktorem jonizacji 14 współpracuje połączony z nim moduł separacji jonowej 16, posiadający zespół cyrkulacyjnych pomp 17. Zadaniem modułu separacji jonowej 16 jest sterowanie procesem jonizacji zachodzącym, w reaktorze jonizacji 14, połączonym poprzez moduł separacji jonowej 16 ze zbiornikiem bioroztworu 18; skąd bioroztwór jest kierowany do konfekcjonowania i sprzedaży.

Opisana instalacja daje możliwość wytworzenia szybko i łatwo przyswajalnej mieszanki użyźniającej, nawozowo-jonowej, na bazie surowca organicznego.

Do wytworzenia 100 kg tego preparatu stosuje się 50 kg surowca organicznego, 10 kg glinki, 10 kg węgla i wodę w uzupełnieniu do 100 kg, czyli około 30 kg. Oprócz wymienionych składników, w zależności od potrzeb można dodać: wapń, magnez, siarkę lub inne składniki.

Wymienione składniki poddaje się rozdrobnieniu w reaktorze roztarcia kompostu 3, do którego za pomocą zasilającej pompy 2, poprzez wstępny moduł filtracji 1 jest dostarczana woda. Woda jest selektywnie przygotowywana pod kątem prowadzonego w dalszych etapach procesu jonizacji i separacji jonów.

Przygotowanie wody polega na usuwaniu z niej zawiesin niepożądanych jonów.

W reaktorze roztarcia kompostu 3, przy użyciu średnioobrotowego mieszadła roztarcia kompostu 6 prowadzi się rozdrobienie kompostu i pozostałych składników aż do uzyskania właściwej zawiesiny, po czym rurociągiem A kieruje się na środkowy filtracyjny moduł 9, na którym następuje oddzielenie frakcji stałych z mieszanki, w tym także dodatków i skierowanie jako permeat rurociągiem B do ponownego rozdrobnienia w reaktorze roztarcia kompostu 3.

Surowiec, który spełnia wymogi roztarcia jako retentat trafia do zbiornika reaktora roztworu właściwego 8, wyposażonego w wysokoobrotowe mieszadło 10, poruszające się z prędkością 10 000 obrotów/minutę, rozdrabniając surowicę podgrzewany do temperatury 35°C. Na tym etapie do zawiesiny wprowadza się, w zależności od potrzeb i możliwości, roztwory jonów wapnia, magnezu i siarki oraz makro i mikro elementy. Czas retencji zawiesiny w zbiorniku reaktora roztworu właściwego 8 wynosi około dwóch godzin.

Po upływie oznaczonego czasu około dwóch godzin, zawiesinę, rurociągiem C, przy użyciu zespołu pomp 13 kieruje się do reaktora jonizacji 14, poprzez końcowy moduł filtracji 11 z filtracyjną membraną 12, przepuszczającą cząsteczki stale, mniejsze niż 40 μm. Przepuszczony przez filtracyjną membranę 12 roztwór wraz z cząsteczkami mniejszymi niż 40°μm jako retentat zasila bezpośrednio zbiornik reaktora jonizacji 14, w którym są zainstalowane grzałki podgrzewające retentat do temperatury 20-40°C. Proces jonizacji zachodzący w reaktorze jonizacji 14 przy pomocy cyrkulacyjnych pomp 15 trwa do dwóch godzin.

Roztwór z drobinami powyżej 40 μm, jako permeat jest kierowany ponownie do reaktora roztworu właściwego 8.

Praca reaktora jonizacji 14 jest wspomagana przez moduł separacji jonowej 16, sterujący procesem jonizacji. Moduł separacji jonowej 16 jest wyposażony w zespół cyrkulacyjnych pomp 17.

Claims (4)

1. Zespół urządzeń do wytwarzania preparatu nawozowo-jonowego do użyźniania gleb i zasilania roślin uprawnych, wyposażony w zbiorniki i zespól filtrów, znamienny tym, że posiada wstępny moduł filtracji (1) zasilany zasilającą pompą (2), połączony z reaktorem roztarcia kompostu (3), ukształtowanym w formie cylindrycznego naczynia ze stożkowym dnem (4), zaopatrzonym w silnik (5) napędzający zamontowane w nim średnioobrotowe mieszadło roztarcia kompostu (6), przy czym reaktor roztarcia kompostu (3) jest połączony z zespołem pomp (7) oraz rurociągiem z reaktorem roztworu właściwego (8) poprzez środkowy moduł filtracji (9), a wewnątrz reaktora roztworu właściwego (8) jest zamontowane, osadzone osiowo wysokoobrotowe mieszadło (10), ponadto reaktor roztworu właściwego (8) jest połączony z końcowym modułem filtracji (11), zaopatrzonym w filtracyjną membranę (12), oraz w zespół pomp (13), natomiast końcowy moduł filtracji (11) jest połączony z reaktorem jonizacji (14) wyposażonym w zainstalowane wewnątrz grzałki oraz w cyrkulacyjne pompy (15) i połączonym z modułem separacji jonowej (16) łączącym się ze zbiornikiem bioroztworu (18) oraz z zespołem cyrkulacyjnych pomp (17).

2. Zespół urządzeń, według zastrz. 1, znamienny tym, że wysokoobrotowe mieszadło (10) reaktora roztworu właściwego (8) ma prędkość 2 500-12 000 obrotów/minutę, w temperaturze 20-40°C.

3. Zespół urządzeń, według zastrz. 1, znamienny tym, że filtracyjna membrana (12) końcowego modułu filtracji (11) posiada przepustowość cząsteczek stałych wielkości do 40 μm.

4. Zespół urządzeń, według zastrz. 1, znamienny tym, że grzałki zainstalowane wewnątrz reaktora jonizacji (14) podgrzewają retentat do temperatury 20-40°C.