Európske patenty na výrobu suchých humátov sodných. Moderné problémy vedy a vzdelávania

(54) SPÔSOB ZÍSKANIA HUMÁTU SODNÉHO

(57) Abstrakt:

Spôsob spracovania rašeliny Oblasť techniky Vynález sa týka spôsobov spracovania rašeliny, konkrétne spôsobu výroby humátu sodného. Zdrojový materiál (rašelina) s prirodzenou vlhkosťou sa preosieva na veľkosť častíc nie väčšiu ako 3 mm. Je balený spolu s NaOH činidlom vo vrecúškach vyrobených z netkaného hygroskopického materiálu a NaOH je umiestnený v samostatnom vrecku tiež z netkaného hygroskopického materiálu. Balenia s rašelinou a NaOH činidlom sú tesne uzavreté. Na získanie materského roztoku sa vrece rašeliny a NaOH vloží do nádoby a naplní sa vodou zohriatou na 60-65 °C v pomere východiskový materiál/kvapalina 1:20-1:25. Zatlačte na tašku, kým sa nenamočí. Nádoba je tesne uzavretá a infúzia 5 hodín.Potom sa kvapalina v nádobe dôkladne premieša. Obal sa vyžmýka a vyberie z nádoby. Objem balenia pre činidlo NaOH sa zvolí tak, aby bol dvojnásobkom objemu tohto činidla. Objem rašelinového vrecka je 3-3,5 násobok objemu rašeliny. Na 1 kg východiskového materiálu sa použije 100-120 g NaOH. Vynález umožňuje získať koncentrovaný a biologicky aktívny materský roztok humátu sodného. 1 stôl

Spôsob spracovania rašeliny Oblasť techniky Vynález sa týka spôsobov spracovania rašeliny, a to spôsobu získavania materského roztoku humátu sodného z rašeliny a môže nájsť uplatnenie v rôznych oblastiach - v poľnohospodárstve, veterinárnej medicíne, medicíne a v potravinárskom priemysle. Humát sodný je biologicky aktívna látka (BAS), ktorá sa môže použiť napríklad v chove hospodárskych zvierat a hydiny ako veterinárny liek, ako kŕmna prísada; v medicíne ako doplnok stravy (BAA), v potravinárstve ako BAD. Hľadanie netradičných zdrojov surovín (východiskovej suroviny) na prípravu biologicky aktívnych látok a doplnkov stravy je vždy aktuálne. Je známe, že sa humát sodný získava z rašeliny a uhlia spracovaním sodnou zásadou ("Agricultural Science", 1, 2000, s. 13-14). Je známy spôsob výroby humátu sodného (RF patent 2150484, C 10 F 7/00 zo dňa 21.4.2099), vrátane sušenia rašeliny, jej mletia na veľkosť častíc nie väčšej ako 1 mm, preosievania a balenia spolu s činidlo NaOH vo vrecúškach z netkaného hygroskopického materiálu s veľkosťou 3640 cm Na 1 kg rašeliny odoberte 50 g NaOH, vrecia pevne uzavrite. Na získanie materského roztoku sa vrecia vložia do plastovej nádoby a naplnia sa vodou s teplotou 70-80 °C v pomere východiskový materiál:kvapalina 1:20-1:25. Zatlačením na vrecúško sa tekutina dôkladne premieša 10-15 minút, kým sa neobjaví hnedá pena, potom sa nádoba tesne uzavrie a naparuje sa 2-3 hodiny, tekutina v nádobe sa opäť dôkladne premieša, vrecko sa vyberie z nádoby a dôkladne vytlačte (prototyp). Technickým cieľom vynálezu je zjednodušiť spôsob, ako aj získať koncentrovanejší a biologicky aktívnejší materský roztok humátu sodného. Na vyriešenie technického problému sa navrhuje spôsob výroby humátu sodného, ktorý zahŕňa preosievanie východiskového materiálu, spracovanie východiskového materiálu na izoláciu cieľového produktu a ako východiskový materiál sa používa napríklad nízko položená mletá rašelina z ostrice, ktorá , po preosiatí sa zabalí spolu s činidlom NaOH do netkaného hygroskopického materiálu vrecúšok, vrecia sa pevne uzavrú, aby sa získal materský roztok, vrecia sa vložia do nádoby a naplnia sa vodou v pomere východiskový materiál : kvapalina 1:20-1:25, zatlačenie na vrece tupým predmetom, kým sa vrece nenamočí, nádoba sa tesne uzavrie, po spracovaní východiskovej suroviny sa výsledná východisková hmota opäť dôkladne premieša v nádobe, vrece sa vyberie z nádoby a dôkladne sa vyžmýka, vyznačujúci sa tým, že východiskový materiál sa používa s prirodzenou vlhkosťou 45 %, preosieva sa na častice s veľkosťou nie väčšou ako 3 mm, činidlo NaOH sa umiestni do samostatného vrecka netkaný hygroskopický materiál, aby sa zabezpečilo vylúčenie neoprávneného kontaktu činidla NaOH s východiskovým materiálom, veľkosť balenia pre činidlo NaOH sa volí na základe podmienky: objem balenia je dvojnásobok objemu činidla, veľkosť balenia pre východiskovú surovinu (rašelinu) sa volí z podmienky: objem balenia je 3-3,5-krát väčší objem rašeliny, na kilogram východiskovej suroviny (rašeliny) odoberte 100-120 g činidla NaOH, voda na spracovanie sa východiskový materiál zahreje na teplotu 60-65 °C, infúzia sa vykonáva 5 hodín. Vaky s východiskovým materiálom a činidlom sú dvojito utesnené. Zapečatené vrecko sa vloží do ďalšieho polyetylénového vrecka s hrúbkou najmenej 40 mikrónov, ktoré je tiež dvojito utesnené. Aby sa zabránilo vzniku čiastočnej rašelinovej neutralizačnej reakcie, vrecia sa skladujú pri teplote od -10 do +10 o C. Na získanie materského roztoku humátu sodného použite akékoľvek nádoby okrem hliníkových. Použité nádoby majú tesne priliehajúce veko a hrdlo, do ktorého sa musí zmestiť obal s východiskovým materiálom. V porovnaní s prototypom navrhovaný spôsob umožňuje zjednodušiť a zlacniť technológiu výroby humátu sodného elimináciou operácií sušenia a mletia rašeliny; získať koncentrovanejší a biologicky aktívny materský roztok humátu sodného vďaka úplnejšej neutralizácii rašeliny. Znížením teploty vody na 60-65 o C, zvýšením množstva činidla NaOH a predĺžením doby infúzie bolo možné výrazne zmeniť chemické zloženie materského roztoku v porovnaní s analógom, napríklad: objavilo sa pätnásť aminokyselín v zložení, ktoré v analógu chýbalo, pretože pri teplote 70 o C sa tieto aminokyseliny rozpadajú; množstvo humínových kyselín v roztoku vzrástlo z 2,1 % (analógovo) na 3,6 %; obsah sodíka v roztoku sa zvýšil 4,0-krát, obsah vápnika - 4,5-krát, jód - 2,4-krát; pH sa zmenilo z 6,5 (analógové) na 7,15, t.j. riešenie je neutrálnejšie; neexistujú žiadne ťažké kovy a škodlivé nečistoty: olovo, arzén, chróm, nikel, dusičnany. Nižšie je na porovnanie uvedená tabuľka chemického zloženia humátu sodného získaného analogickou metódou a navrhovanou metódou.

Nárokovať

Spôsob výroby humátu sodného, ktorý zahŕňa preosievanie východiskového materiálu, napríklad nízko položenej mletej rašeliny, jej spracovanie na izoláciu cieľového produktu - materského lúhu a po preosiatí sa východiskový materiál zabalí spolu s činidlom NaOH do vrecia z netkaného hygroskopického materiálu, vrecia sú tesne uzavreté, aby sa získal materský roztok, vrecia sa vložia do nádoby a naplnia sa vodou v pomere východiskový materiál/kvapalina 1:20-1:25, zatlačte na vrece tupým predmetom, kým sa vrece nenamočí, nádoba sa pevne uzavrie, spracuje sa východiskový materiál, potom sa kvapalina v nádobe dôkladne premieša, vrece sa vyberie z nádoby a dôkladne sa vytlačí, vyznačujúca sa tým, že východiskový materiál sa používa s prirodzenou vlhkosťou, preosiaty na veľkosť častíc nie viac ako 3 mm, činidlo NaOH je tiež zabalené v samostatnom vrecku z netkaného hygroskopického materiálu, veľkosť vrecka pre činidlo NaOH je zvolená na základe podmienok: objem balenia je dvojnásobok objemu činidla, veľkosť balenia pre východiskovú látku sa vyberá z podmienky: objem balenia je 3-3,5 násobok objemu východiskovej látky, Na 1 kg východiskového materiálu sa odoberie 100-120 g činidla, voda na spracovanie východiskového materiálu sa zahreje na teplotu 60-65 °C, infúzia sa vykonáva 5 hodín.

VÝKRESY

Obrázok 1, Obrázok 2

MM4A - Predčasné ukončenie patentu ZSSR alebo patentu Ruskej federácie na vynález z dôvodu nezaplatenia poplatku za udržiavanie patentu v platnosti v stanovenej lehote

Prípravok obsahuje komplex zlúčenín humínových a fulvových kyselín s fosforom, draslíkom, dusíkom a mikroelementmi. Všetky tieto látky majú zase pozitívny vplyv na kvetinové plodiny.

Humát sodný: opis a zloženie

Humát sodný je soľ kyseliny humínovej. V starovekom Egypte sa táto látka používala ako liek. Potom tento proces prebehol takmer úplne bez ľudskej účasti. Rieka Níl vystupujúca z brehov zaplavila blízku pôdu a po opadnutí vody ju zakryla vrstva úrodného bahna.

Dnes sa na výrobu humátu sodného používa hnedé uhlie, papier a odpad z výroby alkoholu. Humát sodný ako hnojivo sa vyrába aj organicky. Ide o odpadový produkt kalifornských červov, hoci túto látku sú schopné produkovať aj obyčajné.

Proces tvorby humátu sodného je pomerne jednoduchý: bezstavovce absorbujú rôzne organické odpady, ktoré sa po spracovaní v črevách premenia na hnojivo.

Pôvodná konzistencia humátu sodného je čierny prášok, ktorý je možné rozpustiť vo vode. Existuje však aj tekutý humát sodný. Stojí za zmienku, že humínové kyseliny v suchej forme sa pomerne zle absorbujú kvôli ich nízkej rozpustnosti. Preto pri použití stimulátora rastu rastlín, akým je humát sodný, je vhodné uprednostniť jeho použitie v tekutom stave.

Keď už hovoríme o zložení humátu sodného, mali by sme zdôrazniť hlavnú aktívnu zložku - sodné soli humínových kyselín. Kyseliny sú komplexné látky organického pôvodu. Obsahujú viac ako dvadsať aminokyselín, sacharidy, bielkoviny a niekoľko tanínov. Okrem toho sú kyseliny zdrojom vosku, tukov a lignínu. To všetko sú zvyšky zhnitej organickej hmoty.

Priaznivé vlastnosti humátu sodného pre rastliny

Početné štúdie ukázali, že látky obsiahnuté v hnojive humát sodný majú pozitívny vplyv na. Humáty obsahujú organické soli, ktoré aktivujú zásobovanie rastlín všetkými potrebnými mikroelementmi. Tieto mikroelementy zase stimulujú vývoj rastlín a zvyšujú ich imunitu.

Tiež sa zistilo, že humát sodný znižuje potrebu rastlín až o 50% a tiež zvyšuje produktivitu o 15-20%. Toto organické hnojivo obnovuje chemické a fyzikálne vlastnosti pôdy, čo následne zvyšuje odolnosť rastlín voči rádionuklidom a dusičnanom.

Hnojenie humátom sodným poskytuje:

Zvýšenie množstva biologicky aktívnych zložiek v rastlinách
Lepšia miera prežitia a klíčenie pri ošetrovaní koreňov a pred výsadbou
Hromadenie vitamínov a živín v zelenine a
Zvýšený výnos a zrýchlený čas zrenia

Vedel si? Skutočnosť pozitívneho vplyvu humátu sodného na vývoj rastlín bola prvýkrát preukázaná koncom 19. storočia. Potom našiel potvrdenie v mnohých vedeckých prácach.

Ako riediť humát sodný, návod na použitie pre rastliny

Humát sodný, ktorý sa používa pre alebo iné rastliny, je najlepšie absorbovaný cez korene. Na uľahčenie tohto procesu je potrebné pripraviť špeciálne riešenie pre. Na jeho prípravu je potrebné vziať jednu polievkovú lyžicu humátu, ktorý sa potom rozpustí v desaťlitrovom vedre s vodou. Je tiež potrebné spomenúť, že pred použitím humátu sodného musí byť rastlina na takéto hnojivo postupne zvyknutá.
Takže po presadení rastliny sa počas adaptačného obdobia odporúča naliať do pôdy 0,5 litra roztoku. Potom v období tvorby a kvitnutia púčikov treba zvýšiť dávkovanie drogy na jeden liter.

Dôležité! Humát sodný možno použiť na detoxikáciu pôdy. V tomto prípade je dávka 50 gramov humátu sodného na každých 10 metrov štvorcových pôdy.

Na ošetrenie semien

Humát sodný sa používa na ošetrenie osiva v pomere 0,5 gramu na liter vody. Aby ste presne odmerali pol gramu látky, môžete použiť bežnú čajovú lyžičku. Objem štandardnej čajovej lyžičky je 3 gramy. Na základe toho je pol gramu 1/3 čajovej lyžičky. Je lepšie zásobiť sa veľkým objemom látky, preto musíte 1 gram humátu zriediť v dvoch litroch vody. Na prípravu takejto kompozície si môžete vziať bežnú a v prípade potreby z nej vziať roztok na ošetrenie semien.
Humát sodný sa stáva tekutým a pokyny na použitie takéhoto hnojiva na báze humátu sodného sú pomerne jednoduché: semená sa namočia do výsledného roztoku na dva dni (semená uhoriek a kvetov - na jeden deň). Potom ich už zostáva len dobre vysušiť.

Vedel si? Na obrábanie jedného hektára pôdy potrebujete iba 200 mililitrov humátu sodného.

Na zavlažovanie

Často sa v počiatočnom období používa roztok humátu sodného, interval aplikácie je 10-14 dní. Na začiatku je dávka na rastlinu 0,5 litra, potom sa zvýši na jeden liter. Vysadené rastliny sa odporúča poliať humátom ihneď po výsadbe alebo o niekoľko dní neskôr. Druhé zalievanie sa vykonáva počas obdobia pučania a tretie - počas kvitnutia.

Na prípravu roztoku musíte vziať jednu polievkovú lyžicu humátu sodného a rozpustiť ho v 10 litroch teplej vody. Je lepšie odobrať malé množstvo vody s teplotou približne +50˚С. Do nej sa naleje humát a dôkladne sa premieša. Neskôr sa pridá zvyšný objem kvapaliny. Tekutý humát sodný má obmedzenú dobu používania, ktorá je jeden mesiac. Po celú dobu musí byť skladovaný na tmavom a chladnom mieste.

Dôležité! Humátový roztok sa musí naliať priamo pod koreň rastliny.

Ako hnojivo

V tomto prípade by koncentrácia látky mala byť o niečo nižšia. V prvom rade sa humát sodný používa na kŕmenie listov, to znamená na postrek. Táto metóda má výhodu, pretože v tomto prípade sú čepele listov navlhčené a všetky prospešné látky sa absorbujú na povrchu listu a aktívne vstupujú do rastliny.

Zároveň sa výrazne zníži spotreba roztoku, pretože nemusíte nosiť vedrá po celej záhrade. Na postrek paradajok je obzvlášť vhodné použiť humát sodný. Príprava roztoku na postrek zahŕňa zriedenie troch gramov humátu v 10 litroch vody.

Ošetrenie pôdy humátom sodným

Roztok humátu sodného môže zlepšiť kvalitu pôdy a tiež ju detoxikovať. Aby ste to dosiahli, musíte rozptýliť 50 gramov humátu na plochu 10 metrov štvorcových. Na uľahčenie distribúcie látky na danú oblasť je možné ju vopred zmiešať s pieskom. Po spracovaní je potrebné pôdu uvoľniť pomocou motyky alebo hrablí.
Taktiež, ak zmiešate humát sodný s popolom a pieskom a potom skoro na jar tento prášok rozsypete po snehu, pripravíte záhon na následnú sejbu. Sneh sa začne topiť oveľa rýchlejšie a všetko, čo musíte urobiť, je pokryť oblasť filmom a pôda bude pripravená na výsadbu.

Suroviny na výrobu humátov sú rašelina, sapropel a hnedé uhlie. Vo všeobecnosti sú technológie výroby humínových prípravkov pomerne jednoduché. Vystavenie surovín obsahujúcich zvýšené množstvo humínových kyselín zásadám, prípadne v autoklávoch, s následnou filtráciou a neutralizáciou výsledného produktu.

Pomocou podobnej technológie už huminové biostimulanty v Ruskej federácii vyrába najmenej päťdesiat a možno stovky rôznych podnikov. Rozdiely v kvalite výsledného produktu sú obrovské. Medzi moderné technológie, ktoré zabezpečujú výrobu produktov na vysokej úrovni, dnes využívajú technológie mechanochemickej aktivácie. Podstata technológie spočíva v silnom pulznom mechanickom účinku na suroviny obsahujúce humát, oxidované hnedé uhlie, rašelinu a suché alkálie. Napríklad pri niektorých modifikáciách guľových mlynov, v ktorých mlecie médiá zabezpečujú preťaženie niekoľko desiatok g. Je jasné, že takéto zariadenia sú veľmi zložité a energeticky náročné.

Ďalšou účinnou metódou, ktorá si získava čoraz väčšiu obľubu, je vykonávanie štandardných chemických procesov v kvapalnej fáze, pričom sa v nej organizuje rozvinutá kavitačná zóna.

Kavitácia je proces miznutia („kolapsu“) bublín pary a plynu, ktoré sa objavujú v kvapaline, keď je prudko natiahnutá. V tomto prípade sa spravidla vyskytujú tieto účinky:

V zóne s charakteristickými rozmermi nie väčšími ako 0,1 mm vznikajú pulzné lokálne tlaky až 50 - 70 tisíc atmosfér.
Teplota v týchto zónach môže takmer okamžite stúpnuť na 7 - 15 tisíc stupňov.
Ako sa experimentálne zistilo, v poslednom štádiu kompresie sa bubliny môžu transformovať na toroidné štruktúry so silným ihlovitým vytláčaním látky. V tomto prípade môže rýchlosť špičky takejto „ihly“ dosiahnuť niekoľko stoviek metrov za sekundu a môže sa priblížiť rýchlosti zvuku v danom prostredí.
Objemová hustota kavitačných bublín pri správnej organizácii procesu môže byť 1 milión na cm 3 média.
Za určitých podmienok sa môžu vyskytnúť zóny s pomerne silným ultrafialovým žiarením.

Všetky tieto okolnosti podmieňujú nielen mimoriadne efektívne zrýchlenie ťažby užitočných látok z danej suroviny, ale podmieňujú aj vznik špecifických reakcií, najmä hydrotermálnych syntéznych reakcií, ktorých priemyselný výskyt v miernych podmienkach je prakticky nemožný.

Kavitácia teda funguje už na „molekulárnej“ úrovni.

Ak hovoríme konkrétne o použití „kavitácie“ na získanie účinných profesionálnych humínových prípravkov, je už všeobecne akceptované, že tak vznikajú prípravky s výrazne vyššou fyziologickou aktivitou, dokonca s mierne nižšou koncentráciou humínových zlúčenín v prípravku.

To je pochopiteľné. Humínové kyseliny a ich soli patria k neusporiadaným polymérnym štruktúram polyfenolového typu, pre ktoré je pojem molekulovej hmotnosti skôr arbitrárny. Čím menšie fragmenty takéhoto „polyméru“ máme, tým účinnejšie ich absorbujú membrány bunkovej štruktúry rastlín.

Mnohí výskumníci hovoria o vysokej účinnosti použitia kavitačných zariadení na získanie kvalitných profesionálnych humínových prípravkov s vysokým obsahom účinných látok. Napríklad podľa niektorých údajov môže výťažok vo vode rozpustných organických látok pri takejto úprave rašeliny dosiahnuť 100 g/l.

Ak používate rovnakú chémiu, ale za podmienok klasickej syntézy lieku, potom bude tento ukazovateľ nižší najmenej 5 - 6 krát.

Je dôležité zdôrazniť, že pri takomto spracovaní sa počiatočná suspenzia surovín minimálne zahrieva vo svojej hmote, na úrovni nie viac ako 40 - 50 stupňov. Zároveň sa vo výslednom produkte v maximálnej miere zachová a nezničí mnoho užitočných zlúčenín, ktorých integritu nemožno zabezpečiť za iných podmienok účinnej extrakcie, napríklad pri autoklávovaní.

Efektívnejšie, ako z hľadiska získaných výsledkov, tak aj z hľadiska organizácie technológie, je použitie ultrazvukových kavitačných zariadení, ktoré využívajú ako žiariče ultrazvuku piezokeramiku.

Ale ani tu nie je všetko jasné. Ako ukázala prax práce v tomto smere, použitie takýchto zariadení s ponornými žiaričmi má množstvo nevýhod. Medzi ne patrí obmedzený zdroj takýchto žiaričov v dôsledku kavitačnej erózie a množstvo technologických problémov pri spracovaní mäkkých rastlinných materiálov, najmä rašeliny.

Použitie ultrazvukových kavitačných reaktorov s vonkajším umiestnením keramických žiaričov a dodatočným zaostrovaním ultrazvukového žiarenia priamo v prúde spracovávaného média odstraňuje nielen väčšinu fyzikálnych a technologických problémov, ale zabezpečuje aj výrobu produktov vysokej kvality a dobrej technickej kvality. a ekonomické ukazovatele. Kvalita výsledného produktu, napríklad z hľadiska hrubého obsahu humínových zlúčenín, nie je nižšia ako u najlepších analógov

Všimnite si, že v zariadeniach série RUZ je implementovaný extrémne výkonný kavitačný režim, takzvaná „streamer“ kavitácia. Hustota ultrazvukového žiarenia v axiálnej zóne takýchto reaktorov môže dosahovať niekoľko desiatok W/cm3. Dosiahnuť takéto parametre je v princípe nemožné ani v tých najlepších rotačných zariadeniach.

Vytvorili sme výrobný komplex na výrobu humátov z rašeliny a sapropelu pomocou ultrazvukového zariadenia, čo nám umožňuje získať vysoko kvalitný finálny produkt pri znížení jeho nákladov. Prevádzková procesná teplota 40-50⁰С.

Výsledky analýzy humátov draselných vyrobených pomocou ultrazvuku:

Použitie komplexu umožňuje:

Zmenšiť výrobný priestor;
Znížiť náklady na energiu;
Znížiť výrobné náklady;
Produkovať bioaktívne humáty s nízkou molekulovou hmotnosťou;

Ponúkame;

Vybavenie.
Technológia.
Školenie.

Komplex sa vyrába v stacionárnej aj mobilnej verzii.

Vladimírska oblasť, odroda hrozna ISABELLA, otvorená pôda, 3. dekáda júna.
Prvých desať júnových dní bol ošetrený humátom draselným vyrobeným na našom zariadení.

Humáty a ultrazvuková kavitácia

v otázkach životného prostredia

Vzhľadom na vysokú dôležitosť úloh vývoja efektívnych technológií na sanáciu kontaminovaných oblastí, ako aj vývoj účinných technológií na rýchle ničenie vysoko toxického odpadu, ktorého preprava na centralizované skládky je problematická, problém rozvoja nielen efektívne a lacné komplexotvorné činidlá (sorbenty), ale aj vytváranie účinných mobilných komplexov na riešenie týchto problémov. V limite musia takéto mobilné komplexy využívať veľa dostupných prírodných materiálov ako suroviny na získanie účinných komplexotvorných činidiel.

Jednou z možností riešenia týchto problémov môže byť vývoj mobilných komplexov založených na použití spoľahlivých ultravýkonných prietokových ultrazvukových kavitačných reaktorov s axiálnym zaostrovaním ultrazvukového žiarenia, napríklad ultrazvukových kavitačných reaktorov radu RUZ, vyrábaných našou spoločnosťou. veľa rokov.

Charakteristickým znakom týchto zariadení je vysoká hustota čerpania ultrazvukového žiarenia pozdĺž osi reaktora, až 10 W/cm 3 alebo viac pri referenčnej frekvencii ultrazvukového žiarenia 20 - 22 kHz.

Takáto vysoká hustota akustického žiarenia určuje najmä možnosť kavitačnej deštrukcie vody s hustotou tvorby hydroxylových iónov do 3 mEq/l alebo viac. To samo o sebe môže poskytnúť dezinfekciu niektorých chemických zlúčenín bez reagencií, pretože hydroxylové ióny sú najsilnejším oxidačným činidlom zo všetkých známych zlúčenín.

Okrem toho, keď sa voda za takýchto podmienok zničí, vytvorí sa značné množstvo peroxidu vodíka.

Pri samodeštrukcii kavitačných mikrobublín dochádza k UV žiareniu v rozsahu 300 - 360 nm, vznikajú pulzné lokálne tlaky až niekoľko desiatok tisíc atmosfér, pulzná teplota v takýchto zónach môže stúpnuť až na 10 - 15 tisíc stupňov. Okrem toho sa môžu vyskytnúť pulzné lokálne tryskové prúdy s rýchlosťou hrotu až 600 m/s.

Tieto okolnosti umožňujú rozdrviť na „nano úrovni“ mnohé nielen amorfné, ale aj kryštalické materiály, ktorých čerstvé triesky už majú vysokú katalytickú aktivitu. To znamená, že existuje reálna možnosť využitia mnohých dostupných materiálov na získanie kvalitných „komplexujúcich sorbentov“, ktoré takmer okamžite reagujú s zničenými chemickými zlúčeninami v rámci jediného technologického procesu.

Realizácia takejto ideológie môže tiež zabezpečiť produkciu vysoko aktívnych humínových komplexotvorných činidiel z pôdnych štruktúr, napríklad z rašeliny a sapropelu. To môže zabezpečiť kvalitnú detoxikáciu pomerne veľkých plôch pôdy s minimálnymi nákladmi.

V tomto prípade je podstatou problému to, že na jednej strane samotné humínové komplexy rašeliny a sapropelu sú pomerne účinnými komplexotvornými činidlami na nevratnú väzbu mnohých toxických chemických zlúčenín, rádionuklidov a ťažkých kovov. Na druhej strane vysoká aktivita takýchto komplexotvorných činidiel je do značnej miery spojená s obsahom ľahkých frakcií v nich, konkrétne fulvových kyselín.

Pokiaľ ide o poslednú okolnosť, poznamenávame, že humáty získané pomocou vyvinutej kavitačnej technológie majú zvýšený obsah takýchto svetlo aktívnych frakcií. Napríklad, ako ukazujú analýzy, obsah fulvových kyselín v prípravkoch získaných touto technológiou je najmenej 10-krát vyšší ako obsah fulvových kyselín v prípravkoch podobnej chemickej štruktúry získaných klasickou autoklávovou technológiou.

Ako príklad možnosti použitia humínových komplexotvorných činidiel pri sanácii území v priestoroch skladovania a ničenia chemických zbraní, ako aj dezinfekcie zeme od niektorých rádionuklidov uvádzame práce /1/ a /2/.

Pri použití niektorých modifikácií humínových sorbentov /2/ ako rádionuklidových absorbérov je kapacita katiónovej výmeny takýchto sorbentov: do 3100 mEq pre UO 2 +2; až 79 mEq pre Cs+; až 16 mEq pre Sr +2.

Navyše sila chelátových zlúčenín takýchto sorbentov s prvkami vzácnych zemín a transuránu môže byť taká veľká, že takéto komplexy nie sú zničené až do 800 °C.

Súčasné technológie na použitie takýchto komplexotvorných činidiel sú čistenie odpadových vôd od ťažkých kovov, ako aj ich využitie v štandardných všeobecných biologických systémoch čistenia odpadových vôd /3/ a /4/.

Najmä práca /3/ poskytuje údaje o závislosti stupňa extrakcie iónov Fe +3 a Cu +2 niklu a zinku humátmi draslíka, sodíka a amónia. Uvádza sa, že sorpčná kapacita takýchto komplexotvorných činidiel môže byť: pre ióny železa - 3,1 mEq/g, pre ióny medi - 1,4 mEq/g, pre ióny niklu - 1,2 mEq/g a pre zinok - 1,1 mEq/g.

V práci /4/ bola študovaná aktivita roztokov humátu sodného na rast aktivovaného kalu v metódach biologického čistenia odpadových vôd. Samotný výskum je pomerne aktuálny, keďže dnes patrí čistenie odpadových vôd pomocou aktívnych baktérií medzi perspektívne technologické procesy, ktoré majú pomerne široké praktické uplatnenie.

Sú tu dva problémy.

Na jednej strane pri klasickom použití tejto technológie baktérie nefungujú dobre v posledných fázach čistenia, keď sa koncentrácie znečisťujúcich látok blížia k maximálnej prípustnej koncentrácii,

Na druhej strane aktivita baktérií v zimnom období, pri nízkych teplotách čistených odpadových vôd, je veľmi nízka a je potrebné využívať ohrev čistenej odpadovej vody.

Z práce vyplýva, že v lete sa môže obsah aktivovaného kalu s použitím humátov zvýšiť o 30 - 32 %. Rýchlosť rastu aktivovaného kalu sa zvyšuje 7 - 8 krát v porovnaní s rýchlosťou rastu bez tohto činidla.

V zimnom období pri teplotách odpadových vôd od 6 do 12 C 0 možno použitím humátov zvýšiť produktivitu prevzdušňovacích nádrží o 25 - 30 % bez akýchkoľvek dodatočných nákladov, predovšetkým nákladov na teplo.

Uvedené údaje sú veľmi presvedčivé. Široké využitie kvalitných humínových prípravkov v existujúcich technológiách čistenia odpadových vôd je však v niektorých prípadoch náročné z dôvodu problému „farby“ čistenej vody. Reakčné produkty fulvových kyselín sú spravidla rozpustné vo vode a na zníženie farby vody je potrebné dodatočne použiť konečné koagulačno-flokulačné čistenie vyčistenej odpadovej vody. Na tieto účely sa používajú štandardné činidlá, z ktorých mnohé majú dosť úzky pracovný rozsah pH.

Extrémne vysoká všestrannosť použitia humínových prípravkov v živej aj „neživej“ prírode: od rastlinnej výroby, cez veterinárnu medicínu, medicínu, keramickú výrobu, zlievareň a mnohé ďalšie odvetvia podnikania predurčila naše požiadavky na vývoj jednotnej technológie využitia tohto prírodná zlúčenina, a to aj v otázkach životného prostredia.

Berúc do úvahy vlastnosti použitej kavitačnej technológie, bolo možné vyvinúť pomerne univerzálnu technológiu na čistenie rôznych odpadových vôd bez zavádzania ďalších špecifických technologických operácií.

V práci /5/ sú uvedené údaje o možnosti využitia dolomitových pieskov na odstraňovanie nečistôt Fe2+ a Fe3+, Hg2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+, Zn2+, Ni2+, Mn2+ z vody v režime fluidného lôžka pod vplyvom ultrazvukovej kavitácie.

Konkrétne sa uvádza, že s predĺžením času vystavenia ultrazvuku pri konštantnej hmotnosti dolomitu dochádza k výraznému zníženiu obsahu nečistôt. S dobou spracovania 40 s - zinok (II) 1,7 krát. S dobou spracovania 80 s: železo (II) a (III) 12,1-krát; ortuť (II) 2,8-krát; kadmium (II) 2,5-krát; meď(II) 4,9 krát. S dobou spracovania 160 s sa koncentrácia olova (II) znížila 4,0-krát.

Je potrebné poznamenať, že priamo v podmienkach kavitácie sa na časticiach dolomitu vytvárajú otvory. Rozmery otvorov sú ~ 1 µm, čo zodpovedá veľkosti kavitačnej bubliny v momente jej zrútenia. V tomto prípade tlak v bubline dosiahne 10 3 atm.

Rozpad dier v časticiach dolomitu a vytváranie čerstvých katalyticky aktívnych triesok, ako sa domnievame, je spôsobené účinkom ultrahlbokej penetrácie mikročastíc impaktora do cieľov, ktoré objavil v roku 1974 bieloruský vedec Usherenko. V tomto prípade sa uvoľní obrovské množstvo energie, 10 2 ... 10 4 krát väčšie ako kinetická energia nárazových častíc.

Prinajmenšom podmienky pre vznik tohto efektu nie sú v rozpore s energetickými parametrami a vlastnosťami extrémne výkonnej kavitácie.

Čo sa týka možností využitia niektorých známych katalyzátorov v spojení s ultrazvukom v technológiách chemickej hydrogenácie, napríklad pri použití zmiešaných Ni - Mg katalyzátorov z formiátov a oxalátov pri hydrogenácii cyklohexánu sa v práci /6/ uvádza, že aktivita takýchto katalyzátorov v ultrazvukovom poli sa môže zvýšiť o 60 - 200%.

Na záver uvádzame niektoré údaje ilustrujúce konštrukčné a prevádzkové vlastnosti zariadenia s použitím týchto prietokových kavitačných reaktorov.

Pracovná plocha reaktora je vyrobená vo forme valca s priemerom 100 mm a dĺžkou 470 mm. Výkon akustického žiarenia môže byť v závislosti od úpravy zariadenia od 4 do 7 kW, pri účinnosti zariadenia minimálne 0,85. Hmotnosť zariadenia s generátorom nie je väčšia ako 40 kg.

Video na stránke ukazuje normálny prevádzkový režim reaktora. Takzvaný kavitačný režim „streamer“ sa pozoruje s centrálnym (axiálnym) kavitačným „postrojom“ s rozvetvenými kavitačnými dráhami rozprestierajúcimi sa v rôznych smeroch. Keď je reaktor v prevádzke, charakteristický hluk spôsobený rekombináciou kavitačných dráh je zreteľne počuteľný. Stredový (axiálny) postroj na streamer je umiestnený pozdĺž celej osi zariadenia, 470 mm, a má priemer približne 20 mm. Objemová hustota uvoľnenej energie v jej zóne je najmenej 10 W/cm3.

Možnosť usporiadania reaktora v zariadení s odhadovanou produktivitou až 440 kg/h pre niektoré typy spracovaných vodných suspenzií má celkové rozmery (dĺžka × šírka × výška) maximálne 2500 × 2000 × 2000 mm. Hmotnosť nie viac ako 300 kg (ultrazvukový reaktor s generátorom, chemický reaktor s miešadlom, obehové čerpadlo, plošina a ovládací panel).

Humát draselný

Modul ultrazvukovej syntézy humátu

Literatúra.

„Asanácia kontaminovaných oblastí v oblastiach, kde sa skladujú a ničia chemické zbrane,“ V.I. Skorobogatova, A.A. Shcherbakov, V.G. Mandych, Zh Ruská chem. o nich. DI. Mendeleeva, 2007, zväzok LI, č. 2, s. 71 - 74.
„Modifikované prírodné sorbenty ako rádionuklidové absorbéry“, L.I. Gilinskaya, T.I. Markovich, elektronický vedecký a informačný časopis „Bulletin vied o Zemi Ruskej akadémie vied“, č. 1 (27), 2009, ISSN 1819-6586.
„Sorpcia iónov ťažkých kovov humátmi amónnymi, sodnými a draselnými“, Budaeva A.D., Zoltoev E.V., Bodoev N.V., Balburova T.A. Baikal Institute of Environmental Management SB RAS, Ulan-Ude. Práca bola prezentovaná na III. vedeckej konferencii „Prioritné smery rozvoja vedy, techniky a techniky“, 2005, Hurghada (Egypt).
RF patent 2081853, Shulgin A.I., Spôsob biologického čistenia odpadových vôd.
Malushkin V. M. „Fyzikálno-chemické procesy vo fluidnej vrstve dolomitu pod vplyvom ultrazvuku a vývoj zariadenia na dodatočnú úpravu pitnej vody“, abstrakt dizertačnej práce pre titul kandidáta technických vied, Tomsk 2009.
„O účinnosti použitia ultrazvuku pri heterogénnej katalýze“, Romensky AV, ZAO Severodoneck Association „Dusík“, technológia katalyzátorov a sorbentov, UDC 66.084.

Soli humínových kyselín sú zvyčajne klasifikované ako samostatná trieda organominerálnych hnojív. Ide stále o malú, ale z pohľadu agrochémie a rastlinnej výroby veľmi perspektívnu skupinu. Vďaka vysokej účinnosti môžu humáty nahradiť mnohé minerálne hnojivá. Tento materiál vám prezradí, čo sú to za látky a ako ich používať pri pestovaní rastlín.

Huminové látky a ich prírodné zdroje

Humínové látky sú produktom rozkladu organickej hmoty v pôde. Sú to vysokomolekulárne zlúčeniny s obsahom dusíka tmavej farby a majú prevažne kyslý charakter.

Chemik Franz Achard prvýkrát izoloval humínové látky koncom 18. storočia. Mnoho chemikov a vedcov na pôde pracovalo na svojom výskume a navrhli nasledujúcu klasifikáciu týchto zlúčenín:

Humín je produkt, ktorý nie je schopný rozpúšťania v celom rozsahu pH.
Humínové kyseliny sú látky, ktoré nie sú schopné rozpúšťať sa v kyselinách, ale sú vysoko rozpustné v zásadách.
Fulvové kyseliny sú látky schopné rozpúšťať sa v kyselinách aj zásadách.

Medzi humínovými látkami sa teda agrochemici a pestovatelia rastlín zaujímajú o huminové a fulvové kyseliny - zložky, ktoré ľahko vstupujú do rôznych reakcií. Spolu sa nazývajú humínové kyseliny.

Huminové látky sa v prírode nachádzajú všade tam, kde existuje život a kde sa hromadí veľké množstvo biomasy, vrátane pôdy. Ich koncentrácia v rôznych typoch pôdy môže byť odlišná. Napríklad vo vysoko podzolických pôdach sú len asi 1% a v černozemoch až 12%.

Hnedé uhlie je najbohatšie na humínové látky. V ňom ich obsah dosahuje 85%. Tento organogénny minerálny zdroj slúži ako hlavný zdroj humínových kyselín na svete. Na druhom mieste je rašelina. Najčastejšie ho používajú ruskí výrobcovia humínových hnojív.

Aktuálne otázky o humínových hnojivách

Odpovede na najčastejšie otázky čitateľov. Kliknite a prečítajte si ↓

Otázka č.1. Čo je „Gumate +7“ a ako ho používať?

„Humate +7“ je humát draselný, obohatený o mikroelementy - bór, železo, kobalt, zinok, molybdén, meď atď. Existuje aj hnojivo „Humate +7 iodine“, ktoré pri aplikácii na listy zvyšuje odolnosť rastlín voči plesniam. Dajú sa použiť rovnako ako ostatné humáty.

Otázka č.2. Je potrebné pridávať humáty do kompostu?

Nie je to potrebné, ale možné. Humínové hnojivá zvýšia aktivitu mikroflóry, ktorá zvlhčuje organickú hmotu, a kompost rýchlejšie dozrie. Hromada kompostu však bude vyžadovať veľa prášku alebo roztoku, takže sa musíte pozrieť na svoje schopnosti.

Príprava humátov draselných a sodných

Čisté huminové kyseliny sa v rastlinnej výrobe nepoužívajú. Najprv sa premenia na formu vo vode rozpustných solí – humátov.

V závislosti od látky, ktorá ovplyvňuje humínové kyseliny počas výroby, sa rozlišujú tri typy humátov:

humát draselný;
humát sodný;
humát amónny.

Humínové hnojivá sú teda soli obsahujúce humínové a fulvové kyseliny a minerálne prvky. Môžu mať rôzne podoby. Najčastejšie - v koncentrovanej tekutej forme, ale nachádzajú sa aj práškové a pastovité humáty.

Vplyv humínových hnojív na pôdu a rastliny

Humínové hnojivá súvisia s pôdou. To je ich hlavná výhoda oproti minerálnym soliam: nemajú žiadny toxický účinok na biocenózu pôdy, jemne a prirodzene zvyšujú úrodnosť.

Pri aplikácii na pôdu vykazujú humáty tieto vlastnosti:

zvýšiť tlmiace vlastnosti pôdy;
zvýšiť iónomeničové vlastnosti pôdy;
zvýšiť mikrobiologickú aktivitu pôdy.

Výsledkom je rýchle a citeľné štruktúrovanie pôdy, minerálne prvky prechádzajú do biologicky dostupných foriem a zlepšuje sa ich vstrebávanie z pôdneho roztoku.

Účinok humátov na rastliny sa prejavuje zvýšením ich adaptácie na suchá, infekčné choroby, zamokrenie a vysoké koncentrácie solí. Osobitnú pozornosť si zasluhuje aj vlastnosť humínových hnojív stimulujúca rast.

Zamestnanci Ústavu všeobecnej a experimentálnej biológie Ruskej akadémie vied vykonali sériu experimentov na štúdium stimulačného účinku humátu amónneho na množstvo plodín. Štúdia sa uskutočnila v Transbaikalii, na problematických práškovo-karbonátových pôdach s nízkym obsahom humusu s nízkou kapacitou výmeny katiónov. Humát amónny sa použil v koncentrácii 0,01 % na predmáčanie semien hrachu, kôpru, ovsa a petržlenu na 24 hodín:

Kultúra	Výsledok ošetrenia osiva humátom amónnym
Odroda kôpru Bohatý list	Výška kríkov pestovaných z ošetrených semien bola o 11,3 % vyššia ako výška kontrolných vzoriek. Nárast výťažku zelenej hmoty bol 31,7 %.
Petržlen odroda Bogatyr	Výška ošetrených rastlín bola o 4,9 % vyššia ako výška kontrolných vzoriek. Nárast výťažku zelenej hmoty – 18,3 %
Geserský ovos	Výška stonky ošetrených rastlín presahovala výšku kontrolných vzoriek o 1,8 %.
Ruská odroda hrachu Bogatyr	Výška kríkov ošetrených rastlín prevyšovala výšku kontrolných rastlín o 1,7 %. Nárast výťažku bol 3,7 %.

Počas testu bolo dokázané, že ošetrenie soľami humínových kyselín zvyšuje intenzitu bunkového dýchania a fotosyntézy. Tento účinok je obzvlášť výrazný u mladých rastlín. Analýzy ukázali zvýšené koncentrácie kyseliny askorbovej a chlorofylu v ich listoch.

Dôležité! Schopnosť stimulovať rast rastlín je spoločnou vlastnosťou všetkých humínových hnojív. Ale rôzne plodiny reagujú na ošetrenie humátom v rôznej miere. Zelené plodiny vykazujú najaktívnejšiu reakciu.

Humát draselný: všeobecná charakteristika

Humát draselný je najbežnejšie a najobľúbenejšie humínové hnojivo. Frekvencia jeho používania je spôsobená dvoma dôležitými charakteristikami:

neutrálna hodnota pH;
bohaté na draslík.

Prvá charakteristika je dôležitá, pretože roztoky s neutrálnou kyslosťou fungujú rovnako efektívne v akýchkoľvek pôdnych podmienkach. Draslík v tomto hnojive je prvkom potrebným pre všetky rastliny vo všetkých fázach vegetačného obdobia.

Humát draselný je možné použiť takmer vo všetkých prevádzkach: predsejbové ošetrenie semien, hľúz, cibúľ, podzemkov a koreňov, jarné a jesenné obrábanie pôdy v skleníkoch a na záhrade, zálievka vegetačných plodín, kŕmenie na listy.

Tip #1. Humát draselný je vhodný na kŕmenie všetkých plodín bez výnimky, bez ohľadu na ročné obdobie. Má silný stimulačný účinok na vývoj koreňového systému. Získaním silných a rozvetvených koreňov sa rastliny aktívne živia a stávajú sa odolnejšími voči nepriaznivým environmentálnym faktorom. V dôsledku toho sa zvyšuje ich celková produktivita.

Výrobcovia humátu draselného: analýza ponúk a cien

Humát draselný vyrábajú mnohé agrochemické podniky zaoberajúce sa výrobou hnojív. Medzi tri najpredávanejšie produkty patria:

názov	Výrobca	Popis	priemerná cena
Humát draselný „Prompter“ („Oktyabrina Aprelevna“)	JSC Shchelkovo Agrohim	Kvapalný roztok s koncentráciou humínových solí 2,5-krát vyššou ako jeho analógy.	75 rubľov za 500 ml
"Joy Lignohumát"	Kirovo-Chepetsk Chemical Company	Kvapalný roztok obsahujúci okrem draslíka aj ďalšie makro- a mikroprvky. Možno ho považovať za kompletné komplexné organominerálne hnojivo.	140 rubľov za 330 ml
"Gumi-Omi draslík"	"BashIncom"	Granulovaný suchý prípravok alebo gél. Časť z radu jedinečných hnojív Gumi Kuznetsova. Zvýši sa dávka draslíka, vďaka čomu je hnojivo účinné na stimuláciu plodenia a zvýšenie odolnosti voči chorobám.	79 rubľov za 500 g

Humáty draselné sa vyrábajú pod obchodnými značkami „BioMaster“, „Gera“, „Ogorodnik“ a mnohými ďalšími.

Humát sodný: všeobecná charakteristika

Humát sodný používajú záhradníci o niečo menej často. Po prvé, prítomnosť sodíka hrá úlohu, ktorá nie je pre rastliny taká kritická ako draslík. Po druhé, humát sodný je fyziologicky zásadité liečivo. Môže sa používať iba na kyslých pôdach. Na uhličitanové je takmer neúčinný.

Toto humínové hnojivo je vhodnejšie na postrek na listy akýchkoľvek rastlín. Pri zalievaní je to najúčinnejšie pre plodiny, ktoré milujú sodné soli: repa, cibuľa, cesnak, kapusta, rutabaga, zemiaky, paradajky, baklažány. Je lepšie kŕmiť uhorky a iné tekvicové rastliny humátom draselným v koreni.

Výrobcovia humátu sodného: značky a ceny

Humát sodný je možné zakúpiť pod nasledujúcimi značkami:

„Power of Life“ - roztok s mikroelementmi za cenu 50 rubľov za 120 ml;
„Sud a štyri vedrá“ - roztok s vysokou koncentráciou humínových kyselín za cenu 88 rubľov za 600 ml;
„Humát sodný sachalin“ je lignitový roztok s mikroelementmi za cenu 60 rubľov za 500 ml.

Nie sú badateľné rozdiely v účinnosti a vlastnostiach humátov sodných od rôznych výrobcov.

Praktická aplikácia humínových hnojív na stanovišti

Humínové hnojivá sa používajú v pomerne veľkých riedeniach. V závislosti od účelu použitia sa pracovné roztoky pripravujú v rôznych koncentráciách:

Na namáčanie semien a sadivového materiálu: 1 polievková lyžica tekutého koncentrátu na 1 liter vody alebo 1 vrchovatá čajová lyžička suchého humátu na 1 liter vody.
Na koreňové kŕmenie zeleninových plodín: 10 ml tekutého koncentrátu na 10 litrov vody alebo 1 polievková lyžica suchého humátu na 10 litrov vody.
Na koreňovú výživu ovocných stromov a kríkov: 100 ml koncentrátu alebo 10 polievkových lyžíc suchého humátu na 10 litrov vody.
Na listovú výživu: 1 čajová lyžička suchého humátu alebo 5 ml tekutého koncentrátu na 10 litrov vody.

Ďalším spôsobom použitia humínových zlúčenín na mieste je regenerácia pôdy, ktorá je slaná alebo kontaminovaná odpadom.

„Humínové kyseliny, ktoré majú vysokú schopnosť viazať rôzne chemikálie, sa dajú použiť na čistenie pôdy od ropných produktov a iného toxického odpadu. Na tento účel sa na kontaminovanú plochu rozložia suché humáty zmiešané s drevným popolom a pôda sa dôkladne premyje vodou. Spotreba humátov je 5 g na 1 m2.“

D. Kostyukhina, kandidát chemických vied