Повышение эффективности переработки органических отходов в удобрения путем совершенствования процесса смешивания тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат наук Новиков, Илья Петрович

• Новиков, Илья Петрович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Новиков, Илья Петрович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 .СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Агрохимические и агроэкологические свойства компоста

1.2. Существующие технологии производства компостов

1.3. Ускоренное компостирование

1.3.1. Разложение в аэробных условиях и факторы, влияющие на процесс 14 приготовления компоста

1.3.2. Изменение органического вещества в процессе приготовления биокомпостов

1.4. Анализ систем ускоренного компостирования 18 1.5 Характеристика процесса смешивания

1.6. Виды смесителей по назначению и принципу действия

1.6.1. Классификация смесителей

1.6.2. Классификация смесителей непрерывного действия

1.7. Сравнительный анализ технологий производства биокомпостов и устройств для смешивания исходных компонентов компостируемой

массы

1.8. Математическое описание процесса смешивания компонентов

1.9. Постановка цели и задачи исследования

2. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РАБОТЫ УЗЛА СМЕШИВАНИЯ

2.1. Технологическая схема работы линии приготовления биокомпостов 51 и узла смешивания

2.2. Модель функционирования узла смешивания

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РАБОТЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОБРАЗЦА УЗЛА СМЕШИВАНИЯ 71 3.1. Задачи и программа лабораторных экспериментальных исследований

3.2. Лабораторный образец узла смешивания

3.3. Приборы и оборудование

3.4. Методика проведения эксперимента по определению оптимальных величин действующих факторов и режимов работы лабораторной экспериментальной установки

3.5. Результаты проведения экспериментов по определению

оптимальных величин действующих факторов и оптимальных режимов работы лабораторной экспериментальной установки 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РАБОТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА УЗЛА

СМЕШИВАНИЯ

4.1 Разработка конструкции производственного образца узла смешивания

4.2. Методика проведения эксперимента по определению равномерности смешивания исходных компонентов компостируемой массы

4.3. Результаты эксперимента по определению равномерности смешивания исходных компонентов компостируемой массы

4.4. Корректировка конструкции и параметров узла смешивания по результатам производственных исследований 117 5. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЯ

5.1. Оценка технико - экономической эффективности работы узла

смешивания в технологической линии для производства биокомпостов ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности переработки органических отходов в удобрения путем совершенствования процесса смешивания»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы.

Максимально возможные урожаи сельскохозяйственных культур можно получить только при совместном применении органических и минеральных удобрений. При этом минеральные удобрения в основном способствуют повышению урожайности. Органические удобрения, помимо повышения урожайности, улучшают структуру и плодородие почв, способствуя увеличению содержания гумуса, что непременно сказывается на качестве продукции.

Одной из разновидностей органических удобрений является биокомпост. Биокомпост, полученный ускоренным методом с соблюдением установленных параметров ферментирования, представляет собой высокоэффективное органическое удобрение, обеззараженное от яиц и личинок гельминтов, патогенной микрофлоры, не содержит жизнеспособных семян сорняков. Содержит подвижные формы азота и фосфора, способствующие оптимизации минерального питания растений. Характеризуется высоким содержанием органического вещества и благоприятными физическими свойствами.

В условиях активного применения минеральных удобрений в сельском хозяйстве органические удобрения не только не теряют своего значения, но их роль в повышении плодородия почв, получения высококачественной, экологически чистой продукции растениеводства, возрастает. Поэтому необходимо обеспечить сельское хозяйство высокопроизводительными и экономически выгодными способами и технологиями производства высококачественных органических удобрений, решая тем самым проблему утилизации отходов производства животноводческих предприятий и птицефабрик[1, 2].

Земледелие сегодня требует комплексных, экологически оправданных методов хозяйствования для сохранения и использования почвы, водных

ресурсов, атмосферы с целью удовлетворения потребностей человечества в высококачественной продукции с сохранением природных комплексов.

На уровне отдельных полей и водосборов следует рассматривать одновременно четыре основные экологические проблемы земледелия:

1) сохранение почвы как компонента биосферы и основного средства производства в сельском хозяйстве;

2) поддержание качества водных ресурсов в соответствии с установленными стандартами;

3) получение продуктов земледелия оптимального качества;

4) обеспечение условий для непрерывного роста продуктивности почвы [10].

Вынос растениями элементов питания из почвы с урожаем компенсируется за счет внесения минеральных удобрений и пожнивными остатками лишь на 15%[35].

Снижение интенсификации земледелия за последние десять лет привело к уменьшению содержания гумуса в почве с 2,2 - 2,0 до 1,8 - 1,4%, начался процесс подкисления почв, заметно падает содержание подвижных форм фосфора и обменного калия. Резкое снижение применения органических удобрений, естественным образом отражается на почвенном плодородии и в конечном результате, на урожайности всех сельскохозяйственных культур и качестве продукции растениеводства[36, 12].

Вопросами разработки технологий и технических средств для приготовления органических удобрений занимались Ю.И. Вахромеев, Ю.В. Иванов, Н.Г. Ковалев, В.П. Коваленко, Г.Е. Листопад, Г.И. Личман, Н.М. Марченко, В.Н Афанасьев, Н.З. Милащенко, Б.А. Нефедов, П.Д. Попов, Е.П. Харламов, С.Д. Сметнев, И.С. Шатилов, В.А. Шмонин и др.

Применение органических удобрений в виде биокомпостов, повышает плодородие почв и грунтов за счет обогащения их гумусовыми соединениями, азотом, фосфором, кальцием и микроэлементами. При внесении компостов активизируется агрономически полезная микрофлора,

повышается подвижность питательных веществ. Благодаря наличию термофильных микроорганизмов и бактерий-антагонистов улучшается фитосанитарное состояние агросистем. Создается определенный микробный ценоз в ризосфере растений, особенно при локальном внесении компоста[53].

Процесс смешивания занимает особое место в технологии переработки органических отходов, ввиду прямого влияния на качество приготавливаемой смеси и тем, что он самый трудоемкий и определяет производительность технологии в целом. К смешивающим устройствам предъявляют два основных требования. Первое, обеспечить заданное соотношение компонентов (по массе или объему) в готовой смеси с отклонениями, не превышающими установленных допусков. Второе, перераспределить частицы смешиваемых компонентов так, чтобы показатель неравномерности их распределения был в пределах технологических требований.

Объектом исследования является процесс смешивания компонентов в технологической линии производства биокомпостов.

Методика исследования. При выполнении диссертационной работы использовались как стандартные, так и частные методики исследования с применением математического планирования эксперимента и обработки данных на ЭВМ.

Научная новизна состоит в:

• разработке узла смешивания в технологической линии производства биокомпостов;

• разработке математических и физических моделей, описывающих процесс смешивания исходных компонентов в исследуемом устройстве;

• определении оптимальных значений основных параметров влияющих на качественные и количественные показатели узла смешивания;

• получении уравнения регрессии, описывающих зависимость между основными управляющими факторами процесса смешивания исходных компонентов;

Достоверность основных положений подтверждена положительными результатами лабораторных и производственных исследований.

Практическая ценность и реализация результатов исследований.

Разработанузел смешивания исходных компонентов для технологической линии производства и технологическая схема управления процессом смешивания исходных компонентов.

Изготовлен лабораторный и экспериментальный образец узла смешиваниятехнологической линии производства биокомпостов, прошедший производственные испытания в ООО «БХЗ - Arpo» Буйского района Костромской области, при испытаниях получено 36 т. биокомпоста Производственный образец узла смешивания так же использовался для производства биокомпостов по технологии в бурте, при этом объём массы исходных компонентов для биокомпоста составил 250 м

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов в ФГОУ ВПО "Костромская ГСХА" 2008...2011 гг. и СПб-ГАУ г.Санкт - Петербург в 2010 - 2012гг. С 2008 г. по 2011г. работа выполнялась в рамках программы НИР ФГОУ ВПО «Костромской ГСХА» и программы СТАРТ 08 финансируемая государственным фондом развития малых форм предприятий в научно — технической сфере (приложение П. 2). В 2008 году технологическая линия по переработке органических отходов в биокомпосты, в состав которой входит новый узел смешивания исходных компонентов, была отмечена золотой медалью на 10-ой выставке «Золотая осень» в номинации «За производство высокоэффективных экологически безопасных удобрений: почв, грунтов, подкормок, технологий улучшения плодородия почв» (приложение П. 4).

Основное содержание диссертации изложено в 9 научных работах, в том числе - патенте на изобретение № 2336252.

На защиту выносятся:

• технологическая схема процесса смешивания исходных компонентов для приготовления биокомпостов;

• модель функционирования технологического процесса работы узла смешивания;

• идентификация и установка основных закономерностей процесса смешивания исходных компонентов;

• результаты лабораторных и производственных испытаний ферментирующего устройства;

• основные параметры рабочих органов узла смешивания в зависимости от необходимого соотношения исходных компонентов в компостируемой массе.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Агрохимические и агроэкологические свойства компоста

В настоящее время накоплен значительный опыт успешного применения компостов в качестве органического удобрения под сельскохозяйственные культуры.

При сравнительном изучении эффективности традиционного органического удобрения - навоза и компоста, внесенных в эквивалентных по азоту количествах, в Подмосковье, по данным ВНИПТИХИМ и НИИ сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны, было установлено преимущество компоста. Если 1т. навоза давала прибавку урожая зеленой массы кукурузы 1ц, то 1т компоста - 3,2 ц. Следует указать при этом, что доза компоста была в 5 раз меньше, что позволило снизить затраты на вывозку, погрузку и внесение удобрения, а также увеличить экономическую эффективность производства [30].

Компост, полученный ускоренным методом с соблюдением установленных параметров биоферментации, представляет собой высокоэффективное органическое удобрение, обеззараженное от яиц и личинок гельминтов, патогенной микрофлоры, не содержит жизнеспособных семян сорняков.

По обобщенным данным ВНИИ удобрений и агропочвоведения им. Д.Н. Прянишникова, компосты имеют благоприятную реакцию среды (рН 6,7-8,4), высокое содержание органического вещества (67-78% в расчете на сухую массу), общего азота (2-3% и более), аммонийного азота (до 1,2%), общего фосфора (1-3% Р205) и калия (0,4 - 1,8% К20). [8]

Высокое качество компостов достигается также за счет увеличения выхода гуминовых кислот при повышении температуры компостируемой массы и увеличения содержания подвижных форм питательных веществ для растений.

Наряду с макроэлементами, в компостах содержатся необходимые для растений микроэлементы - медь, цинк, молибден, бор и др.

Содержание тяжелых металлов в компостах низкое. В сухой массе этих удобрений в среднем содержится кадмия 0,1 - 0,8 мг\кг, никеля 5-12 мг\кг, свинца 27 - 34 мгЛкг, ртути 0,11 мг\кг, что значительно ниже принятых предельно (ориентировочно) допустимых концентраций для почв, утвержденных Госсанэпиднадзором России (ГН 2.1.7.020-94).

Компост, полученный в результате ускоренной биоферментации в аэробных условиях смеси птичьего помета с торфом, согласно результатам лабораторного анализов имеет высокое содержание основных питательных веществ, прежде всего - азота и фосфора, равное соответственно 3,9 и 3,5%. Содержит также их подвижные формы, способствующие оптимизации минерального питания растений. Характеризуется высоким содержанием органического вещества - 75,8%, щелочной реакцией среды (рН 8,4), наличием необходимых для растений микроэлементов.

Компост отличается благоприятными физическими свойствами, имеет сыпучую консистенцию. Не содержит всхожих семян сорняков и вредных организмов.

В целом по агрохимическим, агрофизическим и санитарно-гигиеническим показателям компост можно отнести к ценным органическим удобрениям.

Как известно, птичий помет относят к органическим удобрениям с высоким содержанием питательных веществ для растений. Вместе с тем он обладает рядом неблагоприятных свойств. Так, сырой птичий помет имеет сильный неприятный запах, содержит большое количество семян сорных растений и микроорганизмов, среди которых встречаются возбудители опасных инфекционных болезней птицы, сельскохозяйственных животных и человека. Установлено, что в 1 мл помета содержится до 103 микробных клеток, возбудителей инфекций, других патогенных бактерий, вирусов и грибов [8, 11, 14].

К негативным свойствам наливного, сырого помета на птицефабриках относится также его вязкая, липкая консистенция, что осложняет работы по внесению такого удобрения в почву или грунт [63].

Устранение неблагоприятных свойств помета достигается с помощью его переработки методом ускоренного компостирования при температуре 55-70°С с применением активного вентилирования воздухом, когда происходит обеззараживание массы от фитопатогенов и жизнеспособных семян сорных растений. Приготовленный с помощью ускоренного компостирования компост свободен от сорняков и патогенной микрофлоры, т.е. экологически безопасен. В то же время, как указывалось ранее, аэробная биоферментация помета позволяет получать высококачественные удобрения с агрохимической точки зрения с высоким выходом гуминовых кислот и наличием подвижных форм основных элементов питания.

Как известно, одним из способов получения экологически безопасного удобрения из сырого птичьего помета является его высокотемпературная сушка при 600-800°С. Однако при этом в готовом продукте - сухом птичьем помете (СПП) полностью уничтожается микрофлора (в т.ч. полезная), и внесение его в почву или грунт может отрицательно сказаться на их биологической активности, а в конечном итоге и на продуктивности выращиваемых культур [66].

1.2. Существующие технологии производства биокомпостов

Микробиологический процесс разложения органического вещества происходит в две стадии. Сначала с ростом численности микроорганизмов температура компостируемой массы повышается до 40°С. На этой стадии в компосте усиленно размножаются мезофильные микроорганизмы (оптимальная температура их развития 25 - 30°С). Затем температура поднимается выше 40°С, что приводит к гибели мезофиллов и размножения термофилов. Это самая важная стадия компостирования, во время которой

окислительные процессы достигают наибольшей интенсивности; затем температура массы постепенно снижается, и процесс затухает [47].

Компостирование навоза или других органических удобрений с различными влагоемкими материалами не способствует повышению питательной ценности смеси компонентов и компоста в целом. Наоборот, содержание доступных питательных веществ в компосте уменьшается по сравнению с таковым в навозе из-за низкого содержания их во влагоемких материалах.

Несмотря на то, что приготовление компостов из органических удобрений не способствует повышению их питательной ценности, компостирование становится необходимым, в случае если навоз имеет неблагоприятные физико-механические свойства, неприятный запах, сильно засорен семенами сорняков, заражен яйцами и личинками гельминтов, а также патогенными микроорганизмами. Полужидкий навоз и помет компостируют еще и в том случае, когда в хозяйстве не хватает цистерн-разбрасывателей для транспортировки и внесения жидких удобрений в почву. Полужидкий навоз, как правило, - липкая пастообразная масса с крайне неблагоприятными физико-механическими свойствами. Она не поддается укладке в штабель и плохо перекачивается насосами.

Для улучшения технологических свойств и предотвращения потерь жидкой части навоз смешивают с влагопоглощающими материалами, взятыми в таком соотношении, чтобы влажность компостируемой массы составляла 70-80% и была оптимальной для биотермии. При более высокой влажности резко ухудшается доступ воздуха в массу компоста, что приводит к снижению активности жизнедеятельности аэробных микроорганизмов. Температура внутри штабеля не поднимается выше 50-55°С, что не способствует гибели яиц и личинок гельминтов и мух, а также обеззараживанию компостов от неспоровых микроорганизмов. При этой температуре семена многих сорняков сохраняют свою всхожесть.

Полный эффект обеззараживания не наступает и в том случае, когда температура внутри штабеля поднимается до 55-60°С, так как у его поверхности она близка к температуре окружающего воздуха. Однако в результате протекания биотермических процессов зараженность и засоренность компоста резко уменьшаются.

На фермах и животноводческих комплексах с бесподстилочным содержанием крупного рогатого скота система компостирования навоза может быть наиболее практичной и экономически целесообразной при условии достаточного обеспечения компостируемыми материалами -торфом, соломой и др.

По видам средств, используемых для приготовления компостируемых смесей, технологии подразделяются на:

- производство компостов на площадках с применением бульдозеров или перегружателей ШУ-40 (ККС-Ф-2);

- с применением мобильных смесителей на базе погрузчика

непрерывного действия ПНД-250;

- с применением мобильного смесителя на базе кормораздатчика -

смесителя РСП-10;

- с применением мобильного смесителя-аэратора;

- с приготовлением смеси на транспортерах навозоудаления;

- с приготовлением смеси в цехе на стационарном оборудовании [84].

Выбор технологии зависит от мощности животноводческого

(птицеводческого) предприятия, физического состояния навоза(помета), состава сооружений по сбору, хранению навоза, природно-климатических условий и пр. В соответствии с объемом выхода навоза с предприятий определен номенклатурный рядплощадок и цехов по производству компостов, который включает мощности 5, 10, 20, 40, 60, 100 и 200 тыс. т компостов в год. Компосты с объемом производства до 60 тыс. т в год готовят наоткрытых площадках, 100 и 200 тыс. т - в цехах на стационарном оборудовании. Отдельно рассмотрим перспективное направление в

приготовлении компостов, это ускоренное компостирование[21, 64, 65, 83].

1.3. Ускоренное компостирование 1.3.1. Разложение в аэробных условиях и факторы, влияющие на процесс приготовления компоста

При разложении органического вещества в аэробных условиях главная роль принадлежит бактериям, грибам и актиномицетам, которые относятся к группе гетеротрофных микроорганизмов, усваивающих углерод непосредственно из органических соединений. Источником энергий для микроорганизмов служит основная часть используемого углерода, меньшая идет на построение их клетки, в состав которой входят макро и микроэлементы, и т.д. Около 2/3 углерода выделяется в виде углекислоты, а 1/3 вместе с азотом образует живые клетки. При окислении углерода выделяется большое количество тепловой энергии, одна часть которой поглощается микроорганизмами для их жизнедеятельности, а другая выделяется в окружающую среду. Вследствие выделения тепла при дыхании микроорганизмов повышается температура в массе органического материала (навоза и др.). Сначала она растет за счет физиологической деятельности мезофильных бактерий (до 30...40°С), а затем - по мере развития термофильных бактерий (до 60...70°С). Саморазогревание навоза КРС является результатом жизнедеятельности мезофильных и термофильных бактерий и может перерасти в процесс самовозгорания. Но так как жизнедеятельность микроорганизмов при температуре выше 70°С затухает, то реакции за пределами температуры 80°С идутв основном химические.

При высоких температурах (60...70°С) окислительные процессы происходят в навозе значительно быстрее, чем при низких (30...40°С). И что немаловажно, высокие температуры, образующиеся при ферментации, губительно действуют на болезнетворные бактерии, яйца гельминтов,

личинки и куколки мух, семена сорняков. Аэробное окисление органических веществ в целом не сопровождается выделением неприятных запахов.

Развитие и интенсивность жизнедеятельности микроорганизмов тесно связаны с условиями окружающей среды и чем условия благоприятнее, тем лучше развиваются микроорганизмы, тем выше темп их жизнедеятельности и быстрее идет процесс ферментации органического вещества.

К факторам, влияющим на развитие микроорганизмов, а следовательно, и на процесс ферментации навоза, относятся: соотношение углерода и азота в исходном материале, степень влажности последнего, реакция среды, количество органического вещества, интенсивность поступления кислорода-воздуха и т.д.

Соотношение углерода к азоту является одним из основных условий, определяющих ход разложения вещества, и результатом действия живых организмов, использующих углерод в основном как источник энергии, а азот - для построения клеток. Кстати, углерода требуется больше, чем азота. Но если его слишком много, то разложение замедляется и для интенсификации процесса уже необходимы минеральные формы азота.

Примером может служить внесение в почву свежего плохо разложившегося компоста как органического удобрения. В этом случае наличие большого количества углеродосодержащих веществ способствует бурному развитию микроорганизмов, которым для построения клеток явно не хватает азота, поэтому они будут вынуждены поглощать минеральные формы азота из почвы, отнимая его у растений, обедняя их питание.

Поглощенный микроорганизмами азот может использоваться растениями только после гибели микробов.

Когда же в навозном материале углерода меньше, чем азота, микроорганизмы полностью используют первый, а излишек второго выделяется в виде аммиака, что часто приводит к обеднению субстрата азотом. Поэтому наиболее благоприятным будет первоначальное отношение

С/Ы около 30, как с точки зрения интенсификации самого процесса ферментации навоза, так и сохранения азота в субстрате.

Влажность ферментируемого материала имеет особенно большое значение при разложении органического вещества в аэробных условиях, так как 85% микробной клетки составляет вода, и вся ее жизнедеятельность связана с водой. Без предварительного растворения в воде многие питательные вещества не могут проникнуть внутрь клетки, и жизнь ее становится невозможной. Разложение органического вещества происходит при влажности от 30 до 100% (при обеспечении соответствующего доступа кислорода).

Эта влага неоднородна и обладает различными свойствами. Капиллярная вода заполняет капилляры пустот в субстрате и свободно передвигается по ним вверх и вниз. Гравитационная вода также заполняет пустоты между частицами, но передвигается только под действием силы тяжести, то есть вниз. Преобладающее место занимает капиллярная влага, которая заполняет все свободное пространство, вытесняя воздух из компостной массы. Поэтому высокого содержания влаги следует избегать, так как могут создаваться анаэробные очаги (процессы).

С другой стороны, слишком низкое содержание влаги лишает организм воды, необходимой для обмена веществ. Из литературы известно, что относительная влажность при приготовлении субстрата из КРС в аэробных условиях колеблется от 60 до 70%. Максимальная влажность для удовлетворения компостирования навозов и отбросов меняется в зависимости от используемого материала. Так, например, волокнистые материалы, содержащие большое количество соломы, ферментировались в аэробных условиях при влажности 70...80%. В тоже время при компостировании навоза КРС с 20...30% соломы (по весу) анаэробные условия создавались по достижении влажности 60...70%[76, 79, 80, 86].

1.3.2. Изменение органического вещества в процессе приготовления биокомпостов

Образованию углекислоты и воды - конечных продуктов разложения органических веществ в аэробных условиях, предшествуют сложные химические превращения органического вещества и связанное с ними накопление промежуточных продуктов (органических кислот, непредельных углеводородов и т.п.)[17]. Процесс минерализации органического вещества сопровождается одновременно синтезом (построением) клеточного вещества микробов. В состав органического вещества входят жиры, белки и углеводы, которые разлагаются под воздействием определенных групп микроорганизмов. Углеводы составляют наибольшую количественную группу в органическом веществе. Из них главное место занимают крахмал к клетчатка, которые являются главным источником питания микроорганизмов. Причем непосредственно микроорганизмы усваивают промежуточный продукт их распада - глюкозу.

Кроме клетчатки, органические вещества содержат лигнин, который отличается большей стойкостью по отношению к микроорганизмам. Это вещество имеет иной химический состав, чем клетчатка, и характеризуется более высоким содержанием углерода (65,5%), но меньшим содержанием кислорода (28,8%) по сравнению с клетчаткой и крахмалом. При разложении органического вещества микроорганизмы разрушают клетчатку и почти не затрагивают лигнин. В связи с этим возрастает процентное содержание углерода и снижается содержание кислорода. Как было отмечено, лигнин вместе со смолами и восками является одним из наиболее стойких веществ. В результате разложения крахмала, клетчатки, пектиновых веществ и белковых соединений количество органического вещества уменьшается и происходит потеря сухого веса, которая доходит до 50% и более.

В составе растительных и животных отходов содержится большое

количество органических азотистых веществ. Белки являются главной

составной частью протоплазмы всех организмов. В их состав, кроме

17

углерода, кислорода и водорода, входит азот, который составляет 16... 18% от веса белка. Поэтому минерализация органических белковых веществ имеет важное значение для питания растений[98, 100].

Общие принципы ускорения биохимических процессов

Компостирование органических веществ в естественных условиях представляет длительный процесс, который в зависимости от климатических условий и состава органических отходов продолжается от 1 до 1,5 лет [89].

Ускорение процессов, при которых химические преобразования происходят в результате деятельности микроорганизмов, возможно за счет:

1) создания оптимальных условий для развития микроорганизмов (аэрация, температура, влажность);

2) физико-химической подготовки питательной среды для микрофлоры (перемешивания компонентов компостной массы);

3) выбора и сознательного введения в процесс наиболее активных и производительных микроорганизмов (бактериальные "закваски").

Активное вмешательство в биохимические процессы может вызвать увеличение энергетических и капитальных затрат, но приводит к сокращению времени ферментации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Новиков, Илья Петрович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Авдонин Н.С. Агрохимия. Издательство МГУ. -М: 1980. -344с.

2. Агрохимия. Под ред. академ. ВАСХНИЛ Б.А.Ягодина, - М: ВО Агропромиздат, 1989.

3. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - М.: Наука, 1976. -279с.

4. Ан П. Сопряжение ПК с внешними устройствами: [Пер. с англ.] - М.: ДМК Пресс, 2001.-320 с.

5. Анискин В.И. Создание перспективной сельскохозяйственной техники с обеспечением ее экологичности. Инженерная экология, №5. 1995. с. 20-38.

6. Антомкевич B.C. Экономическое обоснование новой сельскохозяйственной техники. — М.: Экономика, 1971. — 216 с.

7. Бондаренко Н.Ф. и др. Моделирование продуктивности агроэкосистем. - Л: Гидрометеоиздат, 1982. -284с.

8. Бондаренко A.M. Механико-технологические основы процессов производства и использования высококачественных органических удобрений / ВНИПТИМЭСХ, Зелиноград; 2001.289 с.

9. Бронштейн И.Н. Справочник по математике (для инженеров и учащихся вузов) / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев. - 7-е изд. - М.: Государственное издательство технико-теоритической литературы, 1957.-608с.

Ю.Бурченко П.Н. Прогрессивные тенденции механизации обработки почвы и перспективы развития почвообрабатывающих машин. В кн. научно- технический прогресс в механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства. - М: 1981. с.60-63.

П.Васильев В. А., Филипова Н.В. Справочник по органическим удобрениям. - 2-е изд., переб. И доп. - М.: Росагропромиздат, 1993. -255 е.: ил.

12.Васильев В.А., Филиппова Н.В. Справочник по органическим удобрениям М.: Росагропромиздат, 1988.-276 е.: ил.

13. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. -3-е изд., доп. и перераб. -М.: Колос, 1973. -199 е., ил.

Н.Вернадский В.И. Биосфера. -М.: 1967. -374с.

15.Виноградова B.C., Малаков Ю.Б., Ю.Ф. Малаков, Соколов A.B., Новиков И.П. Биоконверсия органических отходов как способ повышения экологической чистоты производства и окружающей среды.// Вестник ФГОУ ВПО МГАУ, Выпуск №2, 2007. - С. 74 - 76.

16.Вознесенский B.JI. Первичная обработка экспериментальных данных. Изд-во «Наука», Ленингр. отд., 1969. 83с.

17. Ворошилов Ю.И., Ковалев Н.Г., Мальцман Г.С. Очистка, утилизация и влияние на природную среду сточных вод животноводческих комплексов (обзорн. информ.). - М.: ВНИИТЭИСХ, 1079. -58с.

18.Вутть О.И. Смесители для сыпучих материалов // Труды НИИВВ. Вып. 11.1966.

19.Гребенник В.И. Исследование процесса перемешивания навоза с фосфористой мукой на примере двухвального лопастного смесителя непрерывного действия: Дис. . канд.с.-х. наук. М., 1972.

20.Гриднев П.И. Механико-технологическое обоснование эффективного функционирования технических систем подготовки навоза к использованию: Дис.докторатехн. наук: 05.20.01. -М., 1997 482 е.: ил.-Библиогр.: с.363-391.

21.Достижениятеориисмешиваниятвердыхчастиц "Journal of and Applied Chemistry", 1954, № 5, s. 257.

22.Дубенко С.Ф., Шубов Л.Я., Ройзмак В.Я. Сбор и переработка бытовых отходов в зарубежных странах. -М.: 1978, -44с.

23. Дубинин, В.Ф. Физико-механические и перегрузочные свойства сельскохозяйственных грузов: учебное пособие Текст. / В.Ф. Дубинин, П.И. Павлов. — Саратов: Изд-во Сарат.гос.с.-х.акад., 1996. — 100 с.

24.Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для машиностроит. Спец. Вузов.- 4-е изд., перераб. И доп. - М.: Высш. щк., 1985, -416с., ил.

25.Еникеев В.Г., Малаков Ю.Ф. Системный подход к органическому веществу почвы в экологическом земледелии. // Материалы второй международной научно-практической конференции 20-21 июня 2000 под редакцией В.Г.Еникеева и В.Л.Обухова. -С-Пб: 2000. с.22-25.

26.Еникеев В.Г., Малаков Ю.Ф. Теоретические основы системного подхода к органическому веществу почвы в экологическом земледелии. ВНИИТЭИагропром, №136 ВС-2000, -66с.

27.Ермолаев В.И. Исследование рабочего процесса и обоснование параметров смесителя сухих полноценных кормов: Дис. . канд. техн. наук. М.,1979. С. 8-18.

28.Ерохин М.Н., Карп A.B., Выскребенцев H.A. и др. Подъемно-транспортные машины. -М.; Колос., 1999, -228 е.,ил. — (Учебник и учебные пособия для высших учебных заведений).

29. Захаров A.A. Практикум по применению теплоты в сельском хозяйстве. -М.: Агропромиздат, 1993. - 175с.

ЗО.Зеников, В.И. Технологические и технические решения по подготовке компонентов и смеси для биоконверсии Текст. / В.И. Зеников // Агрохимические исследования и технологии: Труды ВНИПТИХИМ, 1999. — T.l.-c. 287-293.

31.Иванов Ю.В., Потапов Т.П. Обоснование зон применения разбрасывателей удобрений различной грузоподъемности и

погрузочных средств к ним. Научн.-техн. бюлетень ВИМ, 1976-1977, вып. -31с.

32.Каталог транспортирующего и перегрузочного оборудования Электронный ресурс. Электрон, дан. - 2009. - Режим доступа: http://www.elevatormash.net

33. Ковал ев, Д. А. Анаэробная обработка отходов животноводства /Д. А. Ковалев // Сельский механизатор. 2007, №3. - С. 35

34.Ковалев, Н.Г. Органические удобрения в XXI веке (Биоконверсия органического сырья) Текст.: Монография / Н.Г. Ковалев, И.Н. Барановский. Тверь, Чу До, 2006. — 304 с.

35. Коваленко, В.П. Компостирование отходов животноводства и растениеводства Текст.: Монография / В.П. Коваленко, И.М. Петренко. -Краснодар: Изд-во КГАУ. 2001. 148 с.

36.Ковда В.А. Основы учения о почвах. Книга вторая. -М.: Наука, 1973. -468с.

37.Колпаков А.П., Карнаухов И.Е. Проектирование и расчет механических передач. М.: Колос, 2000. - 328 е., ил.

38.Коновалов, В.В. Практикум по обработке результатов научных исследований с помощью ПЭВМ Текст. : Учебное пособие / В.В. Коновалов.- Пенза: ПГСХА, 2003. 176 с.

39.Кукта Г.М. Машины и оборудование для приготовления кормов. — М.: Агропромиздат, 1987. 311с.

40.Кулаковский И.В., Кирпичников Ф.С., Резник Е.И. Машины и оборудование для приготовления кормов. 4.1. Справочник. — М.: Россельхозиздат, 1987. 285 с.

41.Курмаз Л.В. Детали машин. Проектирование: Справочное учебно -методическое пособие - 2-ое изд., испр.: М.: Высш. шк.,2005. -309с.: ил.

42. Листопад Г.Е. Задачи земледельческой механики в решении проблемы программирования урожая. Научн. техн. прогресс в агропром. пр-ве. -М: 1990.-213с.

43.Лурье А.Б. Статистическая динамика сельскохозяйственных агрегатов. -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1981.-382 с, ил.

44.Лурье А.Б., Громбчевский A.A. Расчет и конструирование сельскохозяйственных машин. -Л.: "Машиностроение" Ленингр. отд-ние, 1977. -528с., ил.

45. Лурье А.Б., Еникеев В.Г. К методике моделирования сельскохозяйственных агрегатов и их систем регулирования при случайном характере входных возмущений // Записки ЛСХИ, 1978. т.108.-Л.,-С. 5-11.

46. Лурье А.Б., Нагорский И.С., Озеров В.Г. и др. Моделирование сельскохозяйственных агрегатов и их систем управления/Под ред. Лурье А.Б.-Л.: Колос. Ленингр. отд-ние, 1979.-312с.,ил.

47. Лысенко В.П. Какой помет должен поступать из птичников // Птицеводство.-1999.-№> 3. -С. 26-27.

48.Лысенко В.П. Компосты готовит смеситель//Сельский механизатор 1999.-№6.-С.27.51. http://sznii.boom.ru Официальный сайт СЗ НИИМЭСХ

49. Лысенко В.П. Переработка отходов птицеводства. Тверь. 1997. 323 с.

50. Лысенко В.П. Перспективные технологии переработки птичьего помета. // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1995, №1. С. 7 9.

51.Макаров Ю.И. Аппараты для смешивания сыпучих материалов. М., Машиностроение, 1973 С. 85-201.

52. Макаров, В.А. Обоснование проблемы дифференциального применения удобрений Текст. / В.А. Макаров / Техника в сельском хозяйстве. М.: 2003, №3. - С. 17-19.

53. Малаков Ю.Ф. Органические удобрения в экологическом земледелии. ВНИИТЭИагропром, №144 ВС-99, -Зс.

54. Малаков Ю.Ф. Органические удобрения, эффективное применение в экологическом земледелии. Под ред. В.Г.Еникеева. С-Пб, изд-во СПбГАУ, 2000. -205с.

55. Малаков Ю.Ф., Соколов A.B. Модель процесса работы устройства для переработки органических отходов.// Актуальные проблемы науки в АПК: Материалы 59-й международной научно-практической конференции: В 3 томах. - Кострома: Изд. КГСХА, 2008.

56.Малаков Ю.Ф., Соколов A.B. Модель процесса работы устройства для переработки органических отходов.// Актуальные проблемы науки в АПК: Материалы 59-й международной научно-практической конференции: Т 3. - Кострома: Изд. КГСХА, 2008.- С. 166-169.

57. Малаков Ю.Ф., Соколов A.B. Результаты исследования влияния основных управляющих факторов процесс ускоренного аэробного компостирования//Сборник материалов научно - практической конферанции: Основы повышения эффективности сельскохозяйственного производства Евро - Северо - Востока России, Кострома, 2008. - 300с.

58.Мараманов В.А., Пигалов А.И. Основы научных исследований и техника эксперимента механо-технологических процессов первичной обработки лубяных волокон: Учебн. пособие /Костромской технологический ин-т.-Ярославль, 1989.- 88с.

59.Машины и оборудование для приготовления кормов / И.В. Кулаковский и др: Справочник. Часть 2. М.: Росагромиздат, 1988. С. 66- 87.

60.Мельников С. В., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. - JI.: Колос. 1972. -200с.

61.Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники Текст. М.: «Минсельхозпрод», 1998. -219 с.

62.Методика статистической обработки на ЭВМ результатов испытаний и исследований сельскохозяйственных агрегатов и их систем управления /Сост. Абелев Е.А., Литновский В.Т., Теплинский И.З. и др., под ред. Лурье А.Б.- Л., 1983.-37 с.

63.Методические указания по агрохимическому обследованию почв сельскохозяйственных угодий. ЦИНАО -М: 1985. -158с.

64.Механизация приготовления использования органических удобрений/ Удовеня В.А. и др.; под ред. С.И. Назарова. Мн: Ураджай, 1982 - 200 с.

65.Миронов В.В., Боткова Т.В., Кузин А.И. Исследования процесса компостирования соломонавозныхсмесей в натурных буртах // Вестник МГАУ. -Мичуринск: Изд-во: МичГАУ, 2001. -Ч.З.

66.Научно-технический прогресс в инженерной сфере АПК России. (Материалы научно-практической конференции. ВИМ, 20-21 октября 1992г.).-М: 1993.

67.Новиков И.П., К вопросу обоснования параметров смешивающего устройства в технологии переработки органических отходов, Известия Международной академии аграрного образования Выпуск №6 (2008) Том1 «Механизация сельскохозяйственного производства» с.87-88

68.Новиков И.П., Результаты испытаний смешивающего устройства для технологии переработки органических отходов птицеводства и животноводства, Труды Костромской государственной сельскохозяйственной академии - Выпуск 74. - Кострома: КГСХА, 2011.- 166с. (71-80)

69. Новиков И.П., Соколов A.B., Результаты производственных исследований узла смешивания линии переработки органических отходов в биокомпост, Известия Международной академии аграрного образования Выпуск №13 (2012) Том 2 с.61-66

70.0 составе затрат и единых нормах амортизационных отчислений. М.: Финансы и статистика. 1994. -224 с.

71.Образцов A.C. Системный метод: применение в земледелии. -М.: ВО Агропромиздат, 1990. -303с.

72.Патент № 2336252. Линия переработки органических отходов в биокомпост. МПК 7 С 05 F 3/00, 2008 г.

73.Патент №2164905, Установка для приготовления компоста МПК 7 С 05 F 3/06, 2000 г.

74. Патент №2248956, Установка для приготовления компоста. МПК 7 С 05 F 3/06, 2003 г.

75.Патент №2336252. Линия переработки органических отходов в биокомпост. МПК 7 С 05 F 3/00, 2008г.

76. Патент №264368, Способ приготовления биокомпоста. МПК 7 С 05 F 3/00, 2003 г.

77.Пахомов Б. И. С/С++и Borland С++ Builder для начинающих. BHV-Санкт-Петербург 2005. - 630с.

78.Першин В.Ф., Однолько В.Г., Першина C.B. Переработка сыпучих материалов в машинах барабанного типа. - М.: Машиностроение, 2009. - 220с.

79.Петренко О.И. Параметры процесса компостирования пометосоломенных смесей в камерных ферментаторах Текст. : дис. . канд. техн. наук: 05.20.01. Краснодар, 2003 - 160 с. ил.

80.Петренко, И.М. Процессы компостирования отходов животноводства и растениеводства Текст.: Монография (КГАУ) / И.М. Петренко. Краснодар: Агропромполиграфист, 2002. - 328 с.

81.Пустыльнин Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. - М.: "Наука", 1968, -190с.

82.Раскатова Е.А. Графический способ определения однородности кормовой смеси // Труды МИМЭСХ, Т. 2, М, 1956.

83.Рекомендации по повышению качества приготовления и внесения минеральных удобрений и химических мелиорантов почв наземными машинами. Рязань, 1985. -85с.

84.Рекомендации по системам удаления, транспортирования, хранения и подготовки к использованию навоза для различных производственных и природно-климатических условий. — М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. 180 с.

85.Рыбалко А.Г., Спевак В.Я., Скотников Д.А. Теоретические исследования и совершенствование технологического процесса смесителя сыпучих компонентов / Деп. в ВИНИТИ Сарат. гос. агр. унт. Саратов, 2003. 14 с.

86.Рязанцев В.П., Данилкина B.C., Текучева М.С. Проблемы уборки и утилизации навоза // АПК Достижения науки и техники - 1988, №12, С. 22-24.

87.Савко Ф.И. Исследование процесса смешивания торфов с минеральными удобрениями в смесителях непрерывного действия: Дис. . канд. техн. наук. Минск, 1972.

88.Саутин, С.Н. Планирование эксперимента в химии и химической технологии Текст. / С.Н. Саутин. — JI. : Химия, 1975. 48 с.

89.Скотников Д.А. Совершенствование технологии и оптимизация параметров смесителя для приготовления субстрата при производстве биогумуса. Диссертация, канд. техн. наук. Саратов, 2003. — 173 с.

90. Соколов A.B. Технология производства биокомпостов. // Актуальные проблемы науки в АПК: Материалы 58-й международной научно-практической конференции: Т 3. - Кострома: Изд. КГСХА, 2007 - С. 125127.

91.Спевак Н.В. Устройство для измельчения твердых органических удобрений. // Сб. научных работ. Саратов: СГАУ им. Н.И. Вавилова «Механизация приготовления, раздачи кормов и удаления навоза», Саратов, 2003. - С. 41 -43.

92.Справочник по математике (для научных работников и инженеров) / Корн Г., Корн Т. - М.: Наука, 1973.- 416с.

93.Справочник предприятия-изготовителя сельскохозяйственной техники регионов России, стран СНГи Балтии / Мин-во про-сти, науки и технологии РФ, ассоциация производителей с/х техники РАМ, ОАО ВНИКОМЖ. М.; 2001.600 с.

94.Стукалин Ф.Г. Исследование кормосмесителей непрерывного действия и методика их расчета: Дис. . канд. техн. наук. Д., 1965.

95.Тимофеев А.Н. Анализ работы и расчет шнека смесителя // Труды ВИМ, Т.16, М., 1952.

96.Хабибуллин Р.Э., Крылова Н.И., Наумова Р.П. Технологические аспекты переработки отходов птицеводства. Анаэробное сбраживание помета.//Биотехнология ,-1995.-№1-2.-С. 43-46.

97.Худкевич В. Способы выражения степени смешивания сыпучих тел. "PrzemystChemiczy". vol. 23. № 7 1959.

98.Цуркан М.А. Агрохимические основы применения органических удобрений. -Кишинев: Штиинца, 1985. -287с.

99.П1амисВ. A. Borland С++ Builder 6. Для профессионалов. - СПб.: Питер, 2003.-797 с.

100. Шкарда М.П. Производство и применение органических удобрений / Пер. с чеш. З.К.Благовещенской. -М.: Arpoпромиздат, 1985. -364с., ил.

101. Штельмах Л.И. Исследование процесса смешивания кормов в лопастных смесителях периодического действия: Дис. . канд. техн. наук. Киев, 1973.

102. Brotman A., Feldmas S. "Chem. and Net. Engin". 1995. v. 52, № 4.

103. Условия компостирования и технологии производства компостов. [Электронный ресурс] http://wineworld.narod.ru/pomet3.html

104. Смешивание твёрдых веществ. [Электронный ресурс], http://xumich.ucoz.ru/