Гуминді тыңайтқыштар өндірісі топырақ құнарлығын арттыру және жақсы өнім алу үшін ең перспективалы бағыттардың бірі болып табылады.

Дүние жүзінде ауылшаруашылық жұмыстарын жүргізуге жарамды шамамен 3,2 миллиард гектар жер бар, бұл жалпы жер қорының небәрі 9% құрайды. Дегенмен, егіннің өнімділігі жыл сайын тұрақты түрде төмендеп келеді. Шаруашылық операцияларының ғылыми негіздерін (ауыспалы егіс қағидаларын және т.б.) бұзудан туындайды. Егіннің жетіспеушілігі минералды тыңайтқыштарды енгізу арқылы өтеледі, бірақ қазіргі уақытта экологиялық қауіпсіздік тұрғысынан олар топырақтың минералдануына байланысты өз мүмкіндіктерін таусылған. Көптеген елдерде минералды заттарды, әсіресе құрамында фосфор бар тыңайтқыш ретінде пайдалануға шектеулер енгізілді және бірте-бірте қатаңдатылады. Сондықтан органикалық шикізаттан гуминді тыңайтқыштарды өндіру кәдімгі минералды тыңайтқыштарды ішінара немесе толық ауыстыру болып саналады.

Гуминді тыңайтқыштар дегеніміз не?

Гуминді заттар топырақта органикалық қалдықтардың биохимиялық ыдырауы және түрленуі нәтижесінде түзіледі. Гуминдер топырақта ұзақ уақыт бойы жиналып, топырақтың құнарлылығын едәуір дәрежеде анықтайды.

Гуминді заттар – бұл мыналарды біріктіретін жалпы атау:

• гумин қышқылдары;
• фульвоқышқылдары;
• осы қышқылдардың тұздары (гуматтар және фульваттар);
• осы қышқылдардың топырақ минералдарымен қосылыстары (гуминдер).

Гуминді заттар топырақта болуы және белсенді емес болуы мүмкін; бұл олардың өсімдіктерде және топырақта болатын процестерге ешқандай әсер етпейтінін білдіреді. Қолайлы процестерді бастау үшін гуминді заттарды температураны жоғарылату немесе негізгі затты суда еритін күйге көшіретін химиялық агенттерді қолдану арқылы белсендіру керек. Осыдан кейін ғана тыңайтқыш өсімдіктердің өсуін ынталандыратын және қоректік заттардың көзі болады. Гуминдер өсімдіктерге қолайлы әсер етуден басқа, топырақты жақсы етеді (капиллярлық және егістік ылғал сыйымдылығын арттыру, су өткізгіштігін арттыру, құрылымын жақсарту, тығыздығын азайту және т.б.).

Гуминді заттарды қолданудың тарихи алғышарттары

Гумат өндірісі 1876 жылдан бастап шындыққа айналды. Дәл сол кезде неміс химигі Ахард алғаш рет шымтезектен гумин қышқылының тұздарын алды. Алайда, ол кезде жаппай өндіріске жеткілікті теориялық және практикалық негіз болған жоқ. Алдымен бояғыш ретінде қоңыр көмірден алынған гуминді заттар пайдаланылды.

20 ғасырда зерттеулер жалғасын тауып, гуминдік заттар ауыл шаруашылығы мен медицинада 80-жылдары қолданыла бастады. Оларды алу үшін қара және қоңыр көмір, шымтезек, сапропел, леонардит пайдаланылды.

Гуминді тыңайтқыштарды өндіру — негізгі технологиялар

Гуминді тыңайтқыштарды өндіру сырт көзге көрінетіндей қарапайым емес. Шикізаттан гуматтар мен гуминдерді «алу» үшін алдымен жасушалардың өте күшті лигнинді және целлюлоза қабықшаларын ыдырату керек. Егер ыдырау тек ішінара болса, онда қандай химиялық агент қолданылса да, тыңайтқыштардың өнімділігі төмен болады. Гуминді заттардың қабаты онша үлкен емес және түзілуіне кемінде 1-2 жыл қажет екенін ескерсек, экстракция үшін қолданылатын жабдықтың тиімділігі маңызды фактор болып табылады.

Гуминді тыңайтқыштарды өндірудің қарапайым процесі келесідей. Бастапқы қоспа еріткіш бір уақытта берілетін экстракторға салынады. Біраз уақыттан кейін гуминді заттардың концентрациясы қажетті деңгейге жетеді, ал қоспа еріткішті айдау үшін сүзбеге беріледі. Еріткіштің булары тоңазытқыш-конденсаторда конденсацияланады, содан кейін олар арнайы жинау цистернасына жиналады. Ерітіндіні экстракция үшін қайта пайдалануға болады. Шикізаттан гуминді заттардың қажетті мөлшері алынғанша процесс қайталанады. Бұл схема қарапайым, бірақ тиімсіз. Лигнин мен целлюлоза мембраналарының ыдырауы жоқ; сондықтан өнім шығымы төмен. Процесс ұзақ, қайталанатын және энергияны қажет етеді. Сонымен қатар, еріткіштерді пайдалану оны қоршаған ортаға зиянсыз етеді.

Неғұрлым тиімді экстракция осы процесте жаңа жабдықты пайдалануды қамтуы мүмкін – ферромагниттік бөлшектердің құйынды қабаты бар электромагниттік құрылғылар, немесе қысқаша АВС.

Гуминді тыңайтқыштарды құйынды қабат құрылғыларында өндіру

GlobeCore ферромагниттік бөлшектердің құйынды қабатының құрылғысында гуматты өндіру, фолий қышқылын өндіру, шымтезек, сапропель және леонардиттерді өңдеу арқылы фульват өндіру тәжірибесін жинақтады. Шымтезек ұнтақтау мысалы арқылы құрылғының жұмысын талқылайық.

АВС-те шымтезек суда дисперсті, өйткені айналмалы электромагниттік өрістің әсерінен күрделі траекториялар бойымен қозғалатын ферромагниттік бөлшектер қарқынды әсер етеді. Қозғалыс кезінде бөлшектер шымтезек бөлшектерімен, бір-бірімен және жұмыс камерасының қабырғаларымен соқтығысады. Нәтижесінде шымтезек бөлшектері ұнтақталған және олардың 80-90% -дан астамының өлшемі 15 микроннан аспайды. Бұл жағдайда лигнин мен целлюлоза қабықшалары тиімді ыдырайды, ал гуминдік заттар шымтезектен шығып, суға түседі. Гуминді тыңайтқыштарды құйынды қабат құрылғыларында өндіру химиялық агенттерді қолдана отырып немесе қолданбай жүзеге асырылуы мүмкін.

Құйынды қабат құрылғысын қолдану арқылы гуминді тыңайтқыштарды өндіру схемасы

Құйынды қабат құрылғыларында гуминді тыңайтқыштарды өндірудің технологиялық схемасының нұсқаларының бірі 1-суретте көрсетілген.

1-сурет – Құйынды қабат құрылғыларында гуминді тыңайтқыштарды өндірудің технологиялық схемасы: 1 – араластырғышы бар резервуар (500 л), 2 – құйынды қабат құрылғысы, 3 – ферромагниттік бөлшектерге арналған қақпақ, 4 – аралық резервуар (500 л), 5 – бақылау шыны, 6 – дайын өнім цистернасы (500 л), 7 – бақылау шыны, 8 – сумен сұйылтылған сілтіге арналған резервуар (50 л), V – шар клапан, H1 – сорғы, жиілікті түрлендіргішпен немесе V2 көмегімен реттеу клапан, H2 – сорғы, FE – ротаметр, TE – жылу кедергісі, DK – тыныс алу клапаны, F1 – ірі сүзгі, F2 – жұқа сүзгі, PS – манометр, SV – сақтандырғыш клапан, OK – бақылау клапаны, LS – деңгей сенсоры

Зертханалық зерттеулердің нәтижелері

Қолдану арқылы алынған гуминді тыңайтқыштардың үлгілерін зертханалық зерттеулер GlobeCore АВС типті құйынды қабат аппараты өткізілді. Зерттеу нәтижелері 1 кестеде көрсетілген.

1-кесте – құйынды қабат құрылғысында алынған гуминді қосылыс тыңайтқышының химиялық құрамы

Ұсынылған деректер жан-жақты көрсеткіштер бойынша зерттелетін гумусты тыңайтқыштың осы түрдегі өнімдерге қойылатын талаптарға сәйкес келетінін дәлелдейді.

Гуминді тыңайтқыштар өндірісіндегі құйынды қабат құрылғыларының артықшылықтары

• құрылғы гуминді заттар мен фульвоқышқылдардың ерітіндіге шығуын арттырады және олардың биологиялық белсенділігін арттырады;
• құрылғы шымтезек, сапропель, биогумус, леонардит, қоңыр көмір, компост, құйма және т.б. өңдеу арқылы гуминді тыңайтқыштарды алуға болады;
• егер шикізат ретінде биогумус, компост немесе құйма пайдаланылса, құрылғыда өңдеу тыңайтқышты алуға ғана емес, сонымен қатар зиянкестер мен гельминттерді жоюға мүмкіндік береді;
• гуминді тыңайтқыштарды өндіру химиялық агенттерді пайдалана отырып немесе онсыз жүзеге асырылуы мүмкін;
• төмен энергия тұтыну. Гуминді тыңайтқыштарды алу кезіндегі АВС-150 құйынды қабат құрылғысының өнімділігі 5 м3/сағ, ал қуат тұтынуы 9,5 кВт. Осылайша, құрылғыда бір тонна тыңайтқыш өндіруге арналған электр энергиясының үлестік шығыны (сорғылар жетегі тұтынылатын қуатты қоспағанда) небәрі 1,9 кВт/м3 құрайды;
• ықшам өлшемдер және жұмыс істейтін технологиялық желілерге оңай біріктіру (басқа дисперсерлер мен экстракторларды ауыстыру).

Гуминді тыңайтқыштарды алу үшін сапропель, шымтезек, қоңыр көмір, леонардит, биогумусты өңдеуде құйынды қабат құрылғыларын қолдану туралы қосымша ақпарат немесе кеңес алу үшін біздің веб-сайттың сәйкес бөліміндегі кейбір байланыс мәліметтерін пайдаланыңыз.