Paten Eropa untuk produksi natrium humat kering. Masalah modern ilmu pengetahuan dan pendidikan

(54) CARA MEMPEROLEH SODIUM HUMAT

(57) Abstrak:

Invensi ini berkaitan dengan metode pengolahan gambut, yaitu metode produksi natrium humat. Bahan sumber (gambut) dengan kelembaban alami diayak hingga ukuran partikel tidak lebih dari 3 mm. Dikemas bersama dengan reagen NaOH dalam kantong yang terbuat dari bahan higroskopis bukan tenunan, dan NaOH ditempatkan dalam kantong terpisah yang juga terbuat dari bahan higroskopis bukan tenunan. Paket dengan reagen gambut dan NaOH tertutup rapat. Untuk memperoleh larutan induk, sekantong gambut dan NaOH ditempatkan dalam wadah dan diisi air yang dipanaskan hingga 60-65 o C, dengan perbandingan bahan awal/cair 1:20-1:25. Tekan tas sampai basah. Wadah ditutup rapat dan diinfuskan selama 5 jam, kemudian cairan dalam wadah tercampur rata. Bungkusan tersebut diperas dan dikeluarkan dari wadahnya. Volume kemasan reagen NaOH dipilih dua kali volume reagen ini. Volume kantong gambut 3-3,5 kali volume gambut. Untuk 1 kg bahan awal digunakan 100-120 g NaOH. Penemuan ini memungkinkan untuk memperoleh larutan induk natrium humat yang pekat dan aktif secara biologis. 1 meja

Invensi ini berkaitan dengan metode pengolahan gambut, yaitu metode memperoleh larutan induk natrium humat dari gambut, dan dapat diterapkan di berbagai bidang - di bidang pertanian, kedokteran hewan, kedokteran, dan industri makanan. Natrium humat merupakan bahan aktif biologis (BAS) yang dapat digunakan, misalnya pada peternakan dan peternakan unggas sebagai obat hewan, sebagai bahan tambahan pakan; dalam kedokteran sebagai suplemen makanan (BAA), dalam industri makanan sebagai BAD. Pencarian sumber bahan baku non-tradisional (bahan awal) untuk pembuatan zat aktif biologis dan suplemen makanan selalu relevan. Diketahui untuk memperoleh natrium humat dari gambut dan batu bara melalui pengolahan dengan natrium alkali ("Ilmu Pertanian", 1, 2000, hlm. 13-14). Ada metode yang diketahui untuk memproduksi natrium humat (paten RF 2150484, C 10 F 7/00 tanggal 21/04/99), termasuk mengeringkan gambut, menggilingnya hingga ukuran partikel tidak lebih dari 1 mm, mengayak dan mengemas bersama dengan reagen NaOH dalam kantong bahan non woven higroskopis ukuran 3640 cm Ambil 50 g NaOH per 1 kg gambut, tutup rapat kantong. Untuk memperoleh larutan induk, kantong dimasukkan ke dalam wadah plastik dan diisi air pada suhu 70-80 o C dengan perbandingan bahan sumber:cair 1:20-1:25. Dengan menekan kantong, cairan tercampur rata selama 10-15 menit hingga muncul busa berwarna coklat, kemudian wadah ditutup rapat dan dikukus selama 2-3 jam, cairan dalam wadah tercampur rata kembali, kantong dikeluarkan dari wadah dan diperas seluruhnya (prototipe). Tujuan teknis dari penemuan ini adalah untuk menyederhanakan metode, serta untuk memperoleh larutan induk natrium humat yang lebih pekat dan lebih aktif secara biologis. Untuk mengatasi suatu permasalahan teknis, diusulkan suatu metode untuk memproduksi natrium humat, antara lain dengan mengayak bahan sumber, mengolah bahan sumber untuk mengisolasi produk target, dan sebagai bahan sumber, misalnya digunakan sedge gambut giling dataran rendah, yang mana , setelah diayak, dikemas bersama dengan reagen NaOH dalam bahan kantong higroskopis bukan tenunan, kantong ditutup rapat, untuk mendapatkan larutan induk, kantong ditempatkan dalam wadah dan diisi air dengan perbandingan bahan awal : cair 1:20-1:25, menekan kantong dengan benda tumpul sampai kantong basah, wadah tertutup rapat, setelah bahan awal diolah, bahan awal yang dihasilkan bahan tersebut tercampur rata kembali dalam wadah, kantong dikeluarkan dari wadah dan diperas secara menyeluruh, ditandai dengan bahan sumber yang digunakan dengan kelembaban alami 45%, diayak hingga ukuran partikel tidak lebih dari 3 mm, reagen NaOH ditempatkan dalam kantong terpisah berisi bahan higroskopis bukan tenunan untuk memastikan tidak adanya kontak tidak sah antara reagen NaOH dengan bahan awal, ukuran kemasan untuk reagen NaOH dipilih berdasarkan kondisi: volume kemasan dua kali volume reagen, ukuran kemasan bahan awal (gambut) dipilih dengan syarat: volume kemasan 3-3,5 kali volume gambut, per kilogram bahan awal (gambut) ambil 100-120 g reagen NaOH, air untuk pengolahan bahan awal dipanaskan sampai suhu 60-65 o C, dilakukan infus selama 5 jam. Kantong berisi bahan awal dan reagen disegel ganda. Kantong tertutup ditempatkan dalam kantong polietilen lain dengan ketebalan minimal 40 mikron, yang juga disegel ganda. Untuk mencegah terjadinya reaksi netralisasi sebagian gambut, kantong disimpan pada suhu -10 hingga +10 o C. Untuk mendapatkan larutan induk natrium humat, gunakan wadah apa pun kecuali wadah aluminium. Wadah yang digunakan mempunyai tutup yang rapat dan leher yang harus memuat kemasan bahan awal. Dibandingkan dengan prototipe, metode yang diusulkan memungkinkan untuk menyederhanakan dan mengurangi biaya teknologi produksi natrium humat dengan menghilangkan operasi pengeringan dan penggilingan gambut; memperoleh larutan induk natrium humat yang lebih pekat dan aktif secara biologis karena netralisasi gambut yang lebih lengkap. Dengan menurunkan suhu air hingga 60-65 o C, meningkatkan jumlah reagen NaOH, dan meningkatkan waktu infus, komposisi kimia larutan induk dapat diubah secara signifikan dibandingkan dengan analognya, misalnya: muncul lima belas asam amino dalam komposisi yang tidak ada pada analognya, karena pada suhu 70 o C asam amino ini terurai; jumlah asam humat dalam larutan meningkat dari 2,1% (dalam analog) menjadi 3,6%; kandungan natrium dalam larutan meningkat 4,0 kali lipat, kandungan kalsium - 4,5 kali lipat, yodium - 2,4 kali lipat; PH berubah dari 6,5 (analog) menjadi 7,15, yaitu. solusinya lebih netral; tidak ada logam berat dan kotoran berbahaya: timbal, arsenik, kromium, nikel, nitrat. Di bawah ini, sebagai perbandingan, adalah tabel komposisi kimia natrium humat yang diperoleh dengan metode analog dan metode yang diusulkan.

Mengeklaim

Suatu metode untuk memproduksi natrium humat, termasuk mengayak bahan awal, misalnya gambut giling dataran rendah, mengolahnya untuk mengisolasi produk target - larutan induk, dan setelah diayak, bahan awal dikemas bersama dengan reagen NaOH dalam kantong terbuat dari bahan higroskopis bukan tenunan, kantong ditutup rapat, untuk memperoleh larutan induk kantong dimasukkan ke dalam wadah dan diisi air dengan perbandingan bahan awal/cair 1:20-1:25, menekan kantong dengan benda tumpul sampai kantong basah, wadah ditutup rapat, bahan awal diolah, setelah itu cairan dalam wadah tercampur rata, kantong dikeluarkan dari wadah dan diperas hingga merata, ciri-cirinya adalah bahan sumber digunakan dengan kelembaban alami, diayak hingga ukuran partikel tidak lebih dari 3 mm, reagen NaOH juga dikemas dalam kantong terpisah yang terbuat dari bahan higroskopis non-anyaman, ukuran kantong untuk reagen NaOH dipilih. berdasarkan syarat: volume bungkusan dua kali volume reagen, ukuran bungkusan untuk bahan awal dipilih dari syarat: volume bungkusan 3-3,5 kali volume bahan awal, 100-120 g reagen diambil per 1 kg bahan awal, air untuk pengolahan bahan awal dipanaskan sampai suhu 60-65 o C, infus dilakukan selama 5 jam.

GAMBAR

Gambar 1, Gambar 2

MM4A - Pengakhiran dini paten Uni Soviet atau paten Federasi Rusia untuk suatu penemuan karena kegagalan membayar biaya untuk mempertahankan paten yang berlaku dalam jangka waktu yang ditentukan

Sediaannya mengandung senyawa kompleks asam humat dan fulvat dengan fosfor, kalium, nitrogen, dan unsur mikro. Pada gilirannya, semua zat ini berdampak positif pada tanaman bunga.

Natrium humat: deskripsi dan komposisi

Natrium humat adalah garam asam humat. Di Mesir Kuno, zat ini digunakan sebagai obat. Kemudian proses ini berlangsung hampir seluruhnya tanpa campur tangan manusia. Sungai Nil, yang muncul dari tepiannya, membanjiri tanah di dekatnya, dan setelah air surut, sungai itu tertutup lapisan lumpur subur.

Saat ini, limbah produksi batubara coklat, kertas dan alkohol digunakan untuk memproduksi natrium humat. Natrium humat sebagai pupuk juga diproduksi secara organik. Ini adalah produk limbah cacing California, meskipun cacing biasa juga mampu menghasilkan zat ini.

Proses pembentukan natrium humat cukup sederhana: invertebrata menyerap berbagai limbah organik, yang setelah diolah di usus, diubah menjadi pupuk.

Konsistensi asli sodium humate adalah bubuk hitam yang dapat dilarutkan dalam air. Tapi ada juga sodium humate cair. Patut dikatakan bahwa asam humat dalam bentuk kering diserap dengan buruk karena kelarutannya yang rendah. Oleh karena itu, bila menggunakan stimulator pertumbuhan tanaman seperti sodium humate, disarankan untuk mengutamakan penggunaannya dalam keadaan cair.

Berbicara tentang komposisi natrium humat, kita harus menyoroti bahan aktif utama - garam natrium dari asam humat. Asam adalah zat kompleks yang berasal dari organik. Mereka mengandung lebih dari dua puluh asam amino, karbohidrat, protein dan beberapa tanin. Selain itu, asam merupakan sumber lilin, lemak dan lignin. Semua ini adalah sisa-sisa bahan organik yang membusuk.

Khasiat natrium humat yang bermanfaat bagi tanaman

Sejumlah penelitian menunjukkan bahwa zat yang terkandung dalam pupuk natrium humat mempunyai efek positif. Humate mengandung garam organik, yang mengaktifkan pasokan tanaman dengan semua unsur mikro yang diperlukan. Pada gilirannya, unsur mikro ini merangsang perkembangan tanaman dan meningkatkan kekebalannya.

Tercatat juga bahwa natrium humat mengurangi kebutuhan tanaman hingga 50%, dan juga meningkatkan produktivitas sebesar 15-20%. Pupuk organik ini mengembalikan sifat kimia dan fisik tanah, yang pada gilirannya meningkatkan ketahanan tanaman terhadap radionuklida dan nitrat.

Pemupukan dengan natrium humat menyediakan:

Meningkatkan jumlah komponen aktif biologis pada tanaman
Tingkat kelangsungan hidup dan perkecambahan yang lebih baik saat merawat akar dan sebelum tanam
Akumulasi vitamin dan nutrisi dalam sayuran dan
Peningkatan hasil dan percepatan waktu pemasakan

Tahukah kamu? Fakta dampak positif natrium humat pada perkembangan tanaman pertama kali diketahui pada akhir abad ke-19. Setelah itu, ia menemukan konfirmasi dalam banyak karya ilmiah.

Cara mengencerkan sodium humate, petunjuk penggunaan untuk tanaman

Natrium humat, yang digunakan untuk tanaman lain, paling baik diserap melalui akar. Untuk memudahkan proses ini, perlu disiapkan solusi khusus. Untuk menyiapkannya, Anda perlu mengambil satu sendok makan humate, yang kemudian dilarutkan dalam ember berisi sepuluh liter air. Perlu juga disebutkan bahwa sebelum menggunakan natrium humat, tanaman harus dibiasakan secara bertahap dengan pupuk tersebut.
Jadi, setelah tanam tanaman, selama masa adaptasi, disarankan untuk menuangkan 0,5 liter larutan ke dalam tanah. Kemudian, pada saat kuncup terbentuk dan mekar, dosis obat harus ditingkatkan menjadi satu liter.

Penting! Sodium humate dapat digunakan untuk detoksifikasi tanah. Dalam hal ini dosisnya adalah 50 gram natrium humat untuk setiap 10 meter persegi tanah.

Untuk perawatan benih

Sodium humate digunakan untuk perawatan benih dengan proporsi 0,5 gram per liter air. Untuk mengukur setengah gram zat secara akurat, Anda bisa menggunakan satu sendok teh biasa. Volume satu sendok teh standar adalah 3 gram. Berdasarkan hal ini, setengah gram sama dengan 1/3 sendok teh. Lebih baik menyimpan zat dalam jumlah besar, untuk ini Anda perlu mengencerkan 1 gram humat dalam dua liter air. Untuk menyiapkan komposisi seperti itu, Anda dapat mengambil komposisi biasa, dan kemudian, jika perlu, mengambil larutan untuk mengolah benih.
Natrium humat menjadi cair, dan petunjuk penggunaan pupuk natrium humat cukup sederhana: benih direndam dalam larutan yang dihasilkan selama dua hari (mentimun dan biji bunga - selama sehari). Setelah itu, tinggal mengeringkannya dengan baik.

Tahukah kamu? Untuk mengolah satu hektar lahan Anda hanya membutuhkan 200 mililiter sodium humate.

Untuk irigasi

Seringkali larutan natrium humat digunakan pada periode awal, interval aplikasi adalah 10-14 hari. Dosis awal per tanaman adalah 0,5 liter, kemudian ditingkatkan menjadi satu liter. Disarankan untuk menyiram tanaman yang ditanam dengan humat segera setelah tanam atau beberapa hari kemudian. Penyiraman kedua dilakukan selama periode tunas, dan yang ketiga - selama berbunga.

Untuk menyiapkan solusinya, Anda perlu mengambil satu sendok makan natrium humat dan melarutkannya dalam 10 liter air hangat. Lebih baik mengambil sedikit air dengan suhu sekitar +50˚С. Humate dituangkan ke dalamnya dan diaduk rata. Kemudian sisa volume cairan ditambahkan. Sodium humate cair memiliki jangka waktu penggunaan yang terbatas, yaitu satu bulan. Selama ini harus disimpan di tempat yang gelap dan sejuk.

Penting! Larutan humat harus dituangkan langsung di bawah akar tanaman.

Sebagai pupuk

Dalam hal ini, konsentrasi zat harus sedikit lebih rendah. Pertama-tama, natrium humat digunakan untuk memberi makan daun, yaitu untuk penyemprotan. Cara ini mempunyai kelebihan, karena dalam hal ini helaian daun menjadi basah, dan semua zat bermanfaat terserap pada permukaan daun dan aktif masuk ke dalam tanaman.

Pada saat yang sama, konsumsi larutan berkurang secara signifikan, karena Anda tidak perlu membawa ember ke seluruh taman. Sangat mudah menggunakan natrium humat untuk menyemprot tomat. Mempersiapkan larutan untuk penyemprotan melibatkan pengenceran tiga gram humat dalam 10 liter air.

Perawatan tanah dengan natrium humat

Larutan natrium humat dapat meningkatkan kualitas tanah, sekaligus mendetoksifikasi tanah. Untuk melakukan ini, Anda perlu menyebarkan 50 gram humat di area seluas 10 meter persegi. Untuk memudahkan pendistribusian bahan pada suatu area tertentu, dapat dicampur terlebih dahulu dengan pasir. Setelah diolah, tanah harus digemburkan dengan menggunakan cangkul atau garu.
Selain itu, jika Anda mencampurkan natrium humat dengan abu dan pasir, lalu menaburkan bubuk ini di atas salju di awal musim semi, Anda akan menyiapkan tempat tidur untuk disemai berikutnya. Salju akan mulai mencair lebih cepat, dan yang perlu Anda lakukan hanyalah menutupi area tersebut dengan film dan tanah akan siap untuk ditanami.

Bahan baku pembuatan humat adalah gambut, sapropel, dan batubara coklat. Secara umum, teknologi untuk memproduksi sediaan humat cukup sederhana. Paparan bahan mentah yang mengandung peningkatan jumlah asam humat terhadap basa, kemungkinan dalam autoklaf, diikuti dengan filtrasi dan netralisasi produk yang dihasilkan.

Dengan menggunakan teknologi serupa, biostimulan humat di Federasi Rusia telah diproduksi oleh setidaknya lima puluh, dan mungkin ratusan perusahaan berbeda. Variasi kualitas produk yang dihasilkan sangat besar. Di antara teknologi modern yang menjamin produksi produk pada tingkat tinggi, saat ini mereka menggunakan teknologi aktivasi mekanokimia. Inti dari teknologi ini terletak pada efek mekanis berdenyut yang kuat pada bahan mentah yang mengandung humat, batubara coklat teroksidasi, gambut, dan alkali kering. Misalnya, pada beberapa modifikasi ball mill, di mana media penggilingan memberikan kelebihan beban beberapa puluh g. Jelas bahwa perangkat semacam itu sangat kompleks dan boros energi.

Metode lain yang efektif, yang semakin populer, adalah dengan melakukan proses kimia standar dalam fase cair sambil mengatur zona kavitasi yang dikembangkan di dalamnya.

Kavitasi adalah proses hilangnya (“runtuhnya”) gelembung-gelembung uap-gas yang muncul dalam suatu cairan ketika diregangkan dengan tajam. Dalam hal ini, sebagai suatu peraturan, efek berikut terjadi:

Di zona dengan dimensi karakteristik tidak lebih dari 0,1 mm, timbul tekanan lokal berdenyut hingga 50 - 70 ribu atmosfer.
Suhu di zona ini bisa langsung naik hingga 7 - 15 ribu derajat.
Seperti yang telah ditetapkan secara eksperimental, pada tahap terakhir kompresi, gelembung dapat berubah menjadi struktur toroidal dengan pelepasan zat berbentuk jarum yang kuat. Dalam hal ini, kecepatan ujung “jarum” tersebut dapat mencapai beberapa ratus meter per detik, dan dapat mendekati kecepatan suara di lingkungan tertentu.
Kepadatan volume gelembung kavitasi, dengan pengaturan proses yang tepat, dapat mencapai 1 juta per cm 3 medium.
Dalam kondisi tertentu, zona radiasi ultraviolet yang cukup kuat dapat terjadi.

Semua keadaan ini menentukan tidak hanya percepatan yang sangat efektif dari ekstraksi zat-zat bermanfaat dari bahan mentah tertentu, tetapi juga menentukan terjadinya reaksi-reaksi spesifik, khususnya reaksi sintesis hidrotermal, yang kejadiannya di industri dalam kondisi ringan secara praktis tidak mungkin terjadi.

Dengan demikian, kavitasi sudah bekerja pada tingkat “molekuler”.

Jika kita berbicara secara khusus tentang penggunaan "kavitasi" untuk mendapatkan sediaan humat profesional yang efektif, maka secara umum diterima bahwa ini menghasilkan sediaan dengan tingkat aktivitas fisiologis yang jauh lebih tinggi, bahkan dengan konsentrasi senyawa humat yang sedikit lebih rendah dalam sediaan.

Hal ini dapat dimengerti. Asam humat dan garamnya termasuk dalam struktur polimer tidak beraturan dari jenis polifenol, yang konsep berat molekulnya agak sewenang-wenang. Jadi, semakin kecil fragmen “polimer” yang kita miliki, semakin efisien mereka diserap oleh membran struktur seluler tanaman.

Banyak peneliti berbicara tentang efisiensi tinggi penggunaan perangkat kavitasi untuk mendapatkan sediaan humat profesional berkualitas tinggi dengan kandungan bahan aktif yang tinggi. Misalnya, menurut beberapa data, hasil bahan organik yang larut dalam air selama pengolahan gambut tersebut bisa mencapai 100 g/l.

Jika Anda menggunakan bahan kimia yang sama, tetapi dalam kondisi sintesis obat klasik, maka angka ini akan lebih rendah setidaknya 5 - 6 kali lipat.

Penting untuk ditekankan bahwa selama pemrosesan tersebut, suspensi awal bahan mentah mengalami pemanasan minimal dalam massanya, pada tingkat tidak lebih dari 40 - 50 derajat. Pada saat yang sama, dalam produk yang dihasilkan, banyak senyawa bermanfaat yang dipertahankan secara maksimal dan tidak dihancurkan, yang integritasnya tidak dapat dijamin dalam kondisi ekstraksi efektif lainnya, misalnya, selama autoklaf.

Yang lebih efektif, baik dari segi hasil yang diperoleh maupun dari segi pengorganisasian teknologinya, adalah penggunaan perangkat kavitasi ultrasonik yang menggunakan piezoceramics sebagai pemancar ultrasonik.

Tapi di sini juga, tidak semuanya jelas. Seperti yang ditunjukkan oleh praktik kerja ke arah ini, penggunaan perangkat tersebut dengan pemancar submersible memiliki sejumlah kelemahan. Hal ini termasuk terbatasnya sumber daya penghasil emisi akibat erosi kavitasi dan sejumlah masalah teknologi saat mengerjakan material tanaman lunak, khususnya gambut.

Penggunaan reaktor kavitasi ultrasonik dengan penempatan eksternal pemancar keramik dan tambahan pemfokusan radiasi ultrasonik langsung dalam aliran media yang diproses tidak hanya menghilangkan sebagian besar masalah fisik dan teknologi, tetapi juga memastikan produksi produk dengan kualitas tinggi dan teknis yang baik. dan indikator ekonomi. Kualitas produk yang dihasilkan, misalnya dari segi kandungan kotor senyawa humat, tidak kalah dengan analog terbaiknya.

Perhatikan bahwa perangkat seri RUZ menerapkan mode kavitasi yang sangat kuat, yang disebut kavitasi "streamer". Kepadatan radiasi ultrasonik di zona aksial reaktor tersebut dapat mencapai beberapa puluh W/cm 3 . Pada prinsipnya mustahil untuk mencapai parameter seperti itu bahkan pada perangkat putar terbaik sekalipun.

Kami telah menciptakan kompleks produksi untuk produksi humat dari gambut dan sapropel menggunakan peralatan ultrasonik, yang memungkinkan kami memperoleh produk akhir berkualitas tinggi sekaligus mengurangi biayanya. Suhu proses pengoperasian 40-50⁰С.

Hasil analisis potasium humat yang dihasilkan dengan menggunakan USG:

Penggunaan kompleks memungkinkan:

Mengurangi ruang produksi;
Mengurangi biaya energi;
Mengurangi biaya produksi;
Menghasilkan humat dengan berat molekul rendah bioaktif;

Kami menawarkan;

Peralatan.
Teknologi.
Pelatihan.

Kompleks ini diproduksi dalam versi stasioner dan seluler.

Wilayah Vladimir, varietas anggur ISABELLA, lahan terbuka, dekade ke-3 Juni.
Dalam sepuluh hari pertama bulan Juni, tanaman tersebut diolah dengan potasium humat yang diproduksi di peralatan kami.

Humates dan kavitasi ultrasonik

dalam masalah lingkungan hidup

Karena tingginya relevansi tugas pengembangan teknologi yang efektif untuk remediasi area yang terkontaminasi, serta pengembangan teknologi yang efektif untuk penghancuran cepat limbah yang sangat beracun, yang pengangkutannya ke tempat pembuangan sampah terpusat menjadi masalah, masalah pembangunan tidak hanya agen pengompleks (sorben) yang efektif dan murah, tetapi juga menciptakan kompleks bergerak yang efektif untuk memecahkan masalah ini. Pada batasnya, kompleks bergerak tersebut harus menggunakan banyak bahan alami yang tersedia sebagai bahan mentah untuk mendapatkan zat pengompleks yang efektif.

Salah satu opsi untuk memecahkan masalah ini mungkin adalah pengembangan kompleks bergerak berdasarkan penggunaan reaktor kavitasi ultrasonik aliran ultra-kuat yang andal dengan pemfokusan aksial radiasi ultrasonik, misalnya, reaktor kavitasi ultrasonik seri RUZ, yang diproduksi oleh perusahaan kami bertahun-tahun.

Ciri khas perangkat ini adalah kepadatan tinggi pemompaan radiasi ultrasonik di sepanjang sumbu reaktor, hingga 10 W/cm 3 atau lebih pada frekuensi referensi radiasi ultrasonik 20 - 22 kHz.

Kepadatan radiasi akustik yang begitu tinggi menentukan, khususnya, kemungkinan penghancuran kavitasi air dengan kepadatan pembentukan ion hidroksil hingga 3 mEq/L atau lebih. Hal ini sendiri dapat memberikan desinfeksi bebas reagen terhadap beberapa senyawa kimia, karena ion hidroksil adalah zat pengoksidasi paling kuat dari semua senyawa yang diketahui.

Selain itu, ketika air dihancurkan dalam kondisi seperti itu, sejumlah besar hidrogen peroksida akan terbentuk.

Ketika gelembung mikro kavitasi hancur dengan sendirinya, radiasi UV terjadi dalam kisaran 300 - 360 nm, tekanan lokal yang berdenyut hingga beberapa puluh ribu atmosfer muncul, suhu yang berdenyut di zona tersebut dapat meningkat hingga 10 - 15 ribu derajat. Selain itu, arus pancaran lokal yang berdenyut dengan kecepatan ujung hingga 600 m/s dapat terjadi.

Keadaan ini memungkinkan untuk menghancurkan pada “tingkat nano” tidak hanya banyak bahan amorf, tetapi juga bahan kristal, yang serpihan segarnya sudah memiliki aktivitas katalitik yang tinggi. Artinya, ada kemungkinan nyata untuk menggunakan banyak bahan yang tersedia untuk mendapatkan “sorben pengkompleks” berkualitas tinggi yang bereaksi hampir seketika dengan senyawa kimia yang dihancurkan dalam satu proses teknologi.

Penerapan ideologi semacam itu juga dapat memastikan produksi zat pengompleks humat yang sangat aktif dari struktur tanah, misalnya dari gambut dan sapropel. Hal ini dapat memastikan detoksifikasi berkualitas tinggi pada area tanah yang cukup luas dengan biaya minimal.

Dalam hal ini, inti masalahnya adalah, di satu sisi, kompleks humat dari gambut dan sapropel itu sendiri merupakan zat pengompleks yang cukup efektif untuk pengikatan ireversibel banyak senyawa kimia beracun, radionuklida, dan logam berat. Di sisi lain, tingginya aktivitas zat pengompleks tersebut sebagian besar disebabkan oleh kandungan fraksi ringan di dalamnya, yaitu asam fulvat.

Mengenai keadaan terakhir, kami mencatat bahwa humat yang diperoleh dengan menggunakan teknologi kavitasi yang dikembangkan memiliki kandungan fraksi aktif ringan yang meningkat. Misalnya, analisis menunjukkan, kandungan asam fulvat dalam sediaan yang diperoleh dengan menggunakan teknologi ini setidaknya 10 kali lebih tinggi dibandingkan kandungan asam fulvat dalam sediaan dengan struktur kimia serupa yang diperoleh dengan menggunakan teknologi autoklaf klasik.

Sebagai contoh kemungkinan penggunaan bahan pengompleks humat dalam remediasi wilayah di area penyimpanan dan pemusnahan senjata kimia, serta desinfeksi bumi dari radionuklida tertentu, kami mengutip karya /1/ dan /2/.

Bila menggunakan beberapa modifikasi sorben humat /2/ sebagai penyerap radionuklida, kapasitas pertukaran kation sorben tersebut adalah: hingga 3100 mEq untuk UO 2 +2; hingga 79 mEq untuk Cs + ; hingga 16 mEq untuk Sr +2.

Selain itu, kekuatan senyawa khelat dari sorben tersebut dengan unsur tanah jarang dan transuranium bisa begitu besar sehingga kompleks tersebut tidak hancur hingga 800 C 0 .

Teknologi terkini untuk menggunakan bahan pengompleks tersebut adalah pemurnian air limbah dari logam berat, serta penggunaannya dalam sistem pengolahan air limbah biologis tujuan umum standar /3/ dan /4/.

Secara khusus, pekerjaan /3/ memberikan data tentang ketergantungan derajat ekstraksi ion Fe+3 dan Cu+2 nikel dan seng oleh humat kalium, natrium dan amonium. Hal ini menunjukkan bahwa kapasitas penyerapan zat pengompleks tersebut dapat berupa: untuk ion besi - 3,1 mEq/g, untuk ion tembaga - 1,4 mEq/g, untuk ion nikel - 1,2 mEq/g dan untuk seng - 1,1 mEq/g.

Dalam pekerjaan /4/ aktivitas larutan natrium humat pada pertumbuhan lumpur aktif dalam metode pengolahan air limbah biologis dipelajari. Penelitian tersebut sendiri cukup relevan, karena saat ini pengolahan air limbah dengan bantuan bakteri aktif merupakan salah satu proses teknologi yang menjanjikan dan memiliki penerapan praktis yang cukup luas.

ada dua masalah disini.

Di satu sisi, dengan penggunaan klasik teknologi ini, bakteri tidak bekerja dengan baik pada tahap akhir pemurnian, ketika konsentrasi polutan mendekati konsentrasi maksimum yang diijinkan,

Di sisi lain, aktivitas bakteri di musim dingin, pada suhu rendah dari air limbah yang diolah, sangat rendah dan perlu menggunakan pemanasan pada air limbah yang diolah.

Penelitian menunjukkan bahwa di musim panas, jika semua hal lain dianggap sama, kandungan lumpur aktif dengan penggunaan humat dapat ditingkatkan sebesar 30 - 32%. Laju pertumbuhan lumpur aktif meningkat 7 - 8 kali lipat dibandingkan laju pertumbuhan tanpa reagen ini.

Di musim dingin, pada suhu air limbah 6 hingga 12 C 0, penggunaan humat dapat meningkatkan produktivitas tangki aerasi sebesar 25 - 30% tanpa biaya tambahan, terutama biaya panas.

Data yang disajikan sangat meyakinkan. Namun, penggunaan humat berkualitas tinggi secara luas dalam teknologi pengolahan air limbah yang ada dalam beberapa kasus sulit dilakukan karena masalah “warna” air yang diolah. Produk reaksi asam fulvat, pada umumnya, larut dalam air, dan pemurnian koagulasi-flokulasi akhir dari air limbah yang diolah juga perlu dilakukan untuk mengurangi warna air. Untuk tujuan ini, reagen standar digunakan, banyak di antaranya memiliki kisaran pH kerja yang cukup sempit.

Keserbagunaan yang sangat tinggi dalam penggunaan sediaan humat, baik di alam hidup maupun “tak hidup”: mulai dari produksi tanaman, kedokteran hewan, obat-obatan, produksi keramik, pengecoran dan banyak sektor bisnis lainnya, menentukan kebutuhan kami untuk mengembangkan teknologi terpadu untuk menggunakan ini. senyawa alami, termasuk dalam permasalahan lingkungan hidup.

Dengan mempertimbangkan kekhasan teknologi kavitasi yang digunakan, dimungkinkan untuk mengembangkan teknologi yang cukup universal untuk mengolah berbagai air limbah, tanpa memperkenalkan operasi teknologi tambahan yang spesifik.

Pekerjaan /5/ memberikan data tentang kemungkinan penggunaan pasir dolomit untuk menghilangkan kotoran Fe2+ dan Fe3+, Hg2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+, Zn2+, Ni2+, Mn2+ dari air dalam mode fluidized bed di bawah pengaruh kavitasi ultrasonik.

Secara khusus, ditunjukkan bahwa dengan peningkatan waktu pemaparan ultrasonografi pada massa dolomit yang konstan, terjadi penurunan kandungan pengotor yang signifikan. Dengan waktu pengerjaan 40 detik - seng (II) sebanyak 1,7 kali. Dengan waktu pengerjaan 80 s : besi (II) dan (III) sebanyak 12,1 kali; merkuri (II) 2,8 kali; kadmium (II) 2,5 kali; tembaga(II) 4,9 kali. Dengan waktu perlakuan 160 detik, konsentrasi timbal (II) mengalami penurunan sebesar 4,0 kali lipat.

Perlu dicatat bahwa langsung dalam kondisi kavitasi, lubang terbentuk pada partikel dolomit. Dimensi lubang adalah ~ 1 µm, yang sesuai dengan ukuran gelembung kavitasi pada saat keruntuhannya. Dalam hal ini, tekanan di dalam gelembung mencapai 10 3 atm.

Pecahnya lubang pada partikel dolomit dan pembentukan serpihan baru yang aktif secara katalitik, seperti yang kami yakini, disebabkan oleh efek penetrasi mikropartikel penabrak yang sangat dalam ke dalam target, yang ditemukan pada tahun 1974 oleh ilmuwan Belarusia Usherenko. Dalam hal ini, sejumlah besar energi dilepaskan, 10 2 ... 10 4 kali lebih besar dari energi kinetik partikel tumbukan.

Setidaknya kondisi terjadinya efek ini tidak bertentangan dengan parameter energi dan ciri kavitasi yang sangat kuat.

Adapun kemungkinan penggunaan beberapa katalis terkenal bersama dengan ultrasound dalam teknologi hidrogenasi kimia, misalnya, ketika menggunakan katalis campuran Ni - Mg dari formalat dan oksalat dalam hidrogenasi sikloheksana, disebutkan dalam karya /6/ bahwa aktivitas katalis tersebut di bidang ultrasonik dapat meningkat 60 - 200%.

Sebagai kesimpulan, kami menyajikan beberapa data yang menggambarkan fitur desain dan operasi instalasi yang menggunakan reaktor kavitasi aliran ini.

Area kerja reaktor dibuat berbentuk silinder dengan diameter 100 mm dan panjang 470 mm. Kekuatan radiasi akustik dapat, tergantung pada modifikasi perangkat, dari 4 hingga 7 kW, dengan efisiensi perangkat minimal 0,85. Berat perangkat lengkap dengan generator tidak lebih dari 40 kg.

Video di situs menunjukkan mode operasi normal reaktor. Mode kavitasi yang disebut "streamer" diamati dengan "harness" kavitasi pusat (aksial) yang memiliki jalur kavitasi bercabang yang memanjang ke arah yang berbeda. Saat reaktor beroperasi, karakteristik kebisingan yang disebabkan oleh rekombinasi jalur kavitasi terdengar jelas. Harness streamer pusat (aksial) terletak di sepanjang sumbu perangkat, 470 mm, dan memiliki diameter sekitar 20 mm. Kepadatan pelepasan energi volumetrik di zonanya setidaknya 10 W/cm 3 .

Opsi tata letak reaktor dalam instalasi dengan perkiraan produktivitas hingga 440 kg/jam untuk beberapa jenis suspensi berair olahan memiliki dimensi keseluruhan (panjang × lebar × tinggi) tidak lebih dari 2500 × 2000 × 2000 mm. Berat, tidak lebih dari 300 kg (reaktor ultrasonik dengan generator, reaktor kimia dengan pengaduk, pompa sirkulasi, platform dan panel kontrol).

Kalium humat

Modul sintesis humate ultrasonik

Literatur.

“Sanitasi area yang terkontaminasi di area penyimpanan dan pemusnahan senjata kimia,” V.I. Skorobogatova, A.A. Shcherbakov, V.G. Mandych, Zh.Kimia Rusia. tentang mereka. DI. Mendeleeva, 2007, jilid LI, no.2, hal. 71 - 74.
“Modifikasi sorben alami sebagai penyerap radionuklida”, L.I. Gilinskaya, T.I. Markovich, jurnal ilmiah dan informasi elektronik “Buletin Ilmu Bumi dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia”, No. 1 (27), 2009, ISSN 1819-6586.
“Penyerapan ion logam berat oleh amonium, natrium dan kalium humat”, Budaeva A.D., Zoltoev E.V., Bodoev N.V., Balburova T.A. Institut Manajemen Lingkungan Baikal SB RAS, Ulan-Ude. Karya tersebut dipresentasikan pada konferensi ilmiah III “Arah prioritas pengembangan ilmu pengetahuan, teknologi dan teknik”, 2005, Hurghada (Mesir).
Paten RF 2081853, Shulgin A.I., Metode pengolahan air limbah biologis.
Malushkin V. M. “Proses fisika-kimia dalam lapisan dolomit terfluidisasi di bawah pengaruh ultrasound dan pengembangan tanaman untuk pasca pengolahan air minum”, abstrak disertasi untuk gelar Kandidat Ilmu Teknik, Tomsk 2009.
“Tentang efektivitas penggunaan ultrasound dalam katalisis heterogen”, Romensky A.V., ZAO Severodonetsk Association “Nitrogen”, teknologi katalis dan sorben, UDC 66.084.

Garam asam humat biasanya diklasifikasikan sebagai kelas pupuk organomineral tersendiri. Kelompok ini masih kecil namun sangat menjanjikan dari sudut pandang agrokimia dan produksi tanaman. Memiliki efisiensi tinggi, humat dapat menggantikan banyak pupuk mineral. Materi ini akan memberi tahu Anda apa saja zat-zat tersebut dan bagaimana menggunakannya saat menanam tanaman.

Zat humat dan sumber alaminya

Zat humat merupakan hasil penguraian bahan organik di dalam tanah. Mereka adalah senyawa yang mengandung nitrogen dengan berat molekul tinggi berwarna gelap dan sebagian besar bersifat asam.

Ahli kimia Franz Achard pertama kali mengisolasi zat humat pada akhir abad ke-18. Banyak ahli kimia dan ilmuwan tanah mengerjakan penelitian mereka, mengusulkan klasifikasi senyawa berikut:

Humin merupakan produk yang tidak mampu larut pada seluruh rentang pH.
Asam humat adalah zat yang tidak dapat larut dalam asam, tetapi sangat larut dalam basa.
Asam fulvat adalah zat yang mampu larut dalam asam dan basa.

Jadi, di antara zat humat, ahli agrokimia dan petani tanaman tertarik pada asam humat dan fulvat - komponen yang mudah masuk ke dalam berbagai reaksi. Bersama-sama mereka disebut asam humat.

Zat humat ditemukan di alam di mana pun terdapat kehidupan dan sejumlah besar biomassa terakumulasi, termasuk di tanah. Konsentrasinya di berbagai jenis tanah mungkin berbeda. Misalnya, di tanah yang sangat podsolik jumlahnya hanya sekitar 1%, dan di tanah hitam – hingga 12%.

Batubara coklat kaya akan zat humat. Di dalamnya kontennya mencapai 85%. Sumber daya mineral organogenik ini berfungsi sebagai sumber utama asam humat di dunia. Di tempat kedua adalah gambut. Produsen pupuk humat Rusia paling sering menggunakannya.

Pertanyaan terkini tentang pupuk humat

Jawaban atas pertanyaan yang paling sering diajukan dari pembaca. Klik untuk membaca ↓

Pertanyaan No.1. Apa itu “Gumate +7” dan bagaimana cara menggunakannya?

"Humate +7" adalah potasium humat, diperkaya dengan unsur mikro - boron, besi, kobalt, seng, molibdenum, tembaga, dll. Ada juga pupuk “Humate +7 yodium”, yang bila diaplikasikan pada daun akan meningkatkan ketahanan tanaman terhadap jamur. Mereka dapat digunakan dengan cara yang sama seperti humat lainnya.

Pertanyaan No.2. Apakah perlu menambahkan humat ke dalam kompos?

Tidak perlu, tapi mungkin. Pupuk humik akan meningkatkan aktivitas mikroflora yang melembabkan bahan organik, dan kompos akan lebih cepat matang. Namun tumpukan kompos akan membutuhkan banyak bubuk atau larutan, jadi Anda perlu melihat kemampuan Anda.

Persiapan kalium dan natrium humat

Asam humat murni tidak digunakan dalam produksi tanaman. Pertama, mereka diubah menjadi bentuk garam yang larut dalam air - humat.

Tergantung pada zat yang mempengaruhi asam humat selama produksi, tiga jenis humat dibedakan:

kalium humat;
natrium humat;
amonium humat.

Jadi, pupuk humat adalah garam yang mengandung asam humat dan fulvat serta unsur mineral. Mereka bisa datang dalam berbagai bentuk. Paling sering - dalam bentuk cairan pekat, tetapi bubuk dan humat seperti pasta juga ditemukan.

Pengaruh pupuk humat terhadap tanah dan tanaman

Pupuk humik berhubungan dengan tanah. Inilah keunggulan utama mereka dibandingkan garam mineral: mereka tidak memiliki efek toksik pada biocenosis tanah, meningkatkan kesuburan secara lembut dan alami.

Ketika diaplikasikan ke tanah, humat menunjukkan sifat-sifat berikut:

meningkatkan karakteristik penyangga tanah;
meningkatkan sifat pertukaran ion tanah;
meningkatkan aktivitas mikrobiologi tanah.

Akibatnya, terjadi penataan tanah yang cepat dan nyata, unsur-unsur mineral berubah menjadi bentuk yang tersedia secara hayati, dan penyerapannya dari larutan tanah meningkat.

Pengaruh humat pada tanaman ditunjukkan dalam peningkatan adaptasinya terhadap kekeringan, penyakit menular, genangan air, dan konsentrasi garam yang tinggi. Sifat pupuk humat yang merangsang pertumbuhan juga patut mendapat perhatian khusus.

Karyawan Institut Biologi Umum dan Eksperimental Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia melakukan serangkaian percobaan untuk mempelajari efek stimulasi amonium humat pada sejumlah tanaman. Studi ini dilakukan di Transbaikalia, pada tanah karbonat bubuk, tanah rendah humus yang bermasalah dengan kapasitas tukar kation yang rendah. Amonium humate digunakan pada konsentrasi 0,01% untuk perendaman awal biji kacang polong, dill, oat dan peterseli selama 24 jam:

Budaya	Hasil perlakuan benih dengan amonium humat
Variasi dill Daun melimpah	Tinggi semak yang tumbuh dari benih yang diberi perlakuan 11,3% lebih tinggi dibandingkan tinggi sampel kontrol. Peningkatan hasil massa hijau sebesar 31,7%.
Varietas peterseli Bogatyr	Tinggi tanaman yang diberi perlakuan 4,9% lebih tinggi dibandingkan tinggi tanaman sampel kontrol. Peningkatan hasil massal hijau – 18,3%
Geser gandum	Tinggi batang tanaman perlakuan melebihi tinggi sampel kontrol sebesar 1,8%.
Varietas kacang Bogatyr Rusia	Tinggi semak tanaman yang diberi perlakuan melebihi tinggi tanaman kontrol sebesar 1,7%. Peningkatan hasil adalah 3,7%.

Selama pengujian, terbukti bahwa perlakuan dengan garam asam humat meningkatkan intensitas respirasi sel dan fotosintesis. Efek ini terutama terlihat pada tanaman muda. Analisis menunjukkan peningkatan konsentrasi asam askorbat dan klorofil di daunnya.

Penting! Kemampuan untuk merangsang pertumbuhan tanaman adalah sifat umum dari semua pupuk humat. Namun respon tanaman yang berbeda terhadap perlakuan humate pada tingkat yang berbeda-beda. Tanaman hijau menunjukkan reaksi paling aktif.

Kalium humat: karakteristik umum

Kalium humat adalah pupuk humat yang paling umum dan populer. Frekuensi penggunaannya disebabkan oleh dua karakteristik penting:

nilai pH netral;
kaya akan potasium.

Karakteristik pertama penting karena larutan dengan keasaman netral bekerja sama efektifnya dalam kondisi tanah apa pun. Kalium dalam pupuk ini merupakan unsur yang diperlukan semua tanaman di semua fase musim tanam.

Kalium humat dapat digunakan di hampir semua operasi: perawatan benih, umbi, umbi, rimpang dan akar sebelum disemai, pengolahan tanah musim semi dan musim gugur di rumah kaca dan di kebun, penyiraman tanaman vegetatif, pemberian makan daun.

Kiat #1. Kalium humat cocok untuk memberi makan semua tanaman tanpa kecuali, apa pun musimnya. Ini memiliki efek stimulasi yang kuat pada perkembangan sistem root. Dengan memperoleh akar yang kuat dan bercabang, tanaman secara aktif memberi makan dan menjadi lebih tahan terhadap faktor lingkungan yang merugikan. Hasilnya, produktivitas mereka secara keseluruhan meningkat.

Produsen potasium humat: analisis penawaran dan harga

Kalium humat diproduksi oleh banyak perusahaan agrokimia yang terlibat dalam produksi pupuk. Tiga produk terlaris teratas adalah sebagai berikut:

Nama	Pabrikan	Keterangan	harga rata-rata
Kalium humat “Prompter” (“Oktyabrina Aprelevna”)	JSC Shchelkovo Agrokhim	Larutan cair dengan konsentrasi garam humat 2,5 kali lebih tinggi dibandingkan analognya.	75 rubel untuk 500ml
"Kegembiraan Lignohumate"	Perusahaan Kimia Kirovo-Chepetsk	Larutan cair yang mengandung, selain kalium, unsur makro dan mikro lainnya. Dapat dianggap sebagai pupuk organomineral kompleks yang lengkap.	140 rubel untuk 330ml
"kalium gumi-omi"	"BashIncom"	Sediaan atau gel kering granular. Bagian dari rangkaian pupuk unik Gumi Kuznetsova. Dosis kalium ditingkatkan, sehingga pupuk efektif untuk merangsang pembuahan dan meningkatkan ketahanan terhadap penyakit.	79 rubel untuk 500 gram

Kalium humat diproduksi dengan merek dagang “BioMaster”, “Gera”, “Ogorodnik” dan banyak lainnya.

Natrium humat: karakteristik umum

Sodium humate lebih jarang digunakan oleh tukang kebun. Pertama, keberadaan natrium berperan, yang tidak begitu penting bagi tanaman seperti kalium. Kedua, natrium humat adalah obat yang secara fisiologis bersifat basa. Ini hanya bisa digunakan pada tanah asam. Ini hampir tidak efektif pada karbonat.

Pupuk humat ini lebih cocok untuk penyemprotan daun pada tanaman apa pun. Saat menyiram, ini paling efektif untuk tanaman yang menyukai garam natrium: bit, bawang merah, bawang putih, kubis, rutabaga, kentang, tomat, terong. Lebih baik memberi makan mentimun dan tanaman labu lainnya dengan kalium humat di akarnya.

Produsen sodium humate: merek dan harga

Sodium humate dapat dibeli dengan merek berikut:

"Power of Life" - solusi dengan elemen mikro dengan harga 50 rubel per 120 ml;
"Barel dan empat ember" - larutan dengan asam humat konsentrasi tinggi dengan harga 88 rubel per 600 ml;
"Sakhalin sodium humate" adalah larutan lignit dengan unsur mikro dengan harga 60 rubel per 500 ml.

Tidak ada perbedaan mencolok dalam efektivitas dan sifat natrium humat dari berbagai produsen.

Penerapan praktis pupuk humat di lokasi

Pupuk humat digunakan dalam pengenceran yang cukup besar. Tergantung pada tujuan penggunaan, larutan kerja disiapkan dalam konsentrasi berbeda:

Untuk merendam benih dan bahan tanam: 1 sendok makan konsentrat cair per 1 liter air atau 1 sendok teh humat kering per 1 liter air.
Untuk pemberian akar tanaman sayuran: 10 ml konsentrat cair per 10 liter air atau 1 sendok makan humate kering per 10 liter air.
Untuk pemberian akar pohon buah-buahan dan semak belukar: 100 ml konsentrat atau 10 sendok makan humate kering per 10 liter air.
Untuk pemberian makan daun: 1 sendok teh humate kering atau 5 ml konsentrat cair per 10 liter air.

Cara lain untuk menggunakan senyawa humat di suatu lokasi adalah dengan mereklamasi tanah yang mengandung garam atau terkontaminasi limbah.

“Asam humat yang memiliki kemampuan tinggi dalam mengikat berbagai bahan kimia dapat digunakan untuk membersihkan tanah dari produk minyak bumi dan limbah beracun lainnya. Untuk tujuan ini, humat kering yang dicampur dengan abu kayu disebarkan ke area yang terkontaminasi dan tanah dicuci bersih dengan air. Tingkat konsumsi humat adalah 5 g per 1 m2.”

D. Kostyukhina, Calon Ilmu Kimia