Способ производства формованного субстрата из торфа и шнековый формирователь для его осуществления

 

Изобретение относится к производству субстратов из торфа для выращивания рассады. Способ производства формованного субстрата из торфа, включающий подготовку торфа, известкование, формование, введение элементов питания, сушку. Новым в способе является формование субстрата при пониженной влаге в виде цилиндрических кусков с оболочкой, имеющей несущий каркас из неразложившихся остатков растений торфообразователей, также использование для оболочки диспергированного верхового торфа со степенью разложения менее 15% , а для внутренних слоев - смесь этого торфа с низинным при соотношении по массе 1:1, кроме того, формование субстрата двух диаметров, при этом куски большего диаметра выполняют с осевым отверстием, соответствующим диаметру меньших кусков. Устройство для осуществления способа включает кожух с разгрузочным бункером 1, состоящий из двух секций, винтовую лопасть 2, полый сердечник 3, вал с винтовой лопастью 4, формующую насадку 5, привод 6 и съемный наконечник 7. 2 с.и 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к производству питательных субстратов на торфяной основе, предназначенных для выращивания рассады, и может быть использовано в торфяной промышленности и сельском хозяйстве.

Известен способ и устройство производства торфяного субстрата в виде брикета, при котором в измельченный торф с влагой 20-50% вводят при перемешивании 0,5-3%-ный водный раствор полимера при весовом соотношении торф:полимер 1:(0,3-0,04), сушат массу до воздушно-сухого состояния, брикетируют, прогревают брикеты при 100-120^оС в течение 6-8 ч, в результате чего в брикетах образуется полимерный каркас, обеспечивающий необходимые прочностные свойства [1].

Недостатками этого способа и устройства являются низкая водопоглощаемость и водопрочность брикета в связи с необратимыми изменениями коллоидных свойств торфа в процессе его сушки и брикетировании, а также сложность изменения геометрических размеров брикета.

Известен способ производства формованного субстрата из торфа, включающий подготовку торфа, известкование, формование, введение элементов питания и сушку [2]. Получаемые по этому способу формованные субстраты представляют собой пористые плиты (торфоблоки) квадратной или прямоугольной формы, которые разделены бороздками на посадочные ячейки, объединенные общим основанием.

Известен шнековый формователь, выбранный в качестве прототипа, содержащий кожух с загрузочным бункером, винтовую лопасть с приводом, полый сердечник с размещенным в нем валом и формующую насадку [3].

Недостатками известного способа и устройства являются, то что при достаточно высокой сложности технологического процесса и оборудования получаемая продукция не обеспечивает высокой эффективности использования площади теплиц и всех требований условий выращивания рассады, в частности, проведения пикеровки, высадки рассады без разрушения субстрата, изменения размеров субстратов в зависимости от выращиваемых растений.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в упрощении технологии производства торфяного субстрата, обеспечивающего улучшение условий выращивания рассады.

Решение указанной задачи достигается тем, что в известном способе производства торфяного субстрата, включающего подготовку торфа, известкование, формование, введение элементов питания и сушку, формование торфяной массы осуществляют при пониженной влаге в виде цилиндрических кусков с оболочкой, имеющей несущий каркас из неразложившихся остатков растений торфообразователей. Кроме того, при формовании оболочки используют диспергированный верховой торф со степенью разложения менее 15%, а внутренних слоев - смесь этого торфа с низинным торфом при соотношении по массе 1:1. Цилиндрические куски формуют также двух диаметров, при этом куски большего диаметра выполняют с осевым отверстием, соответствующим диаметру меньших кусков. Решение поставленной задачи достигается также тем, что в устройстве для формования торфяных субстратов, содержащем кожух с загрузочным бункером, винтовую лопасть с приводом, полый сердечник с размещенным в нем валом, формующую насадку, согласно изобретению загрузочный бункер выполнен из двух секций, а вал снабжен винтовой лопастью и расположен частично в одной из секции загрузочного бункера. Кроме того, шнековый формователь снабжен сменными формующими насадками двух диаметров, а вал имеет съемный цилиндрический наконечник, диаметр которого соответствует диаметру меньшей формующей насадки.

Именно взаимное расположение деталей устройства и выполнение загрузочного бункера из двух секций и снабжение вала винтовой лопастью обеспечивает формование торфяной массы при пониженной влаги в виде цилиндрических кусков с оболочкой, имеющей несущий каркас из неразложившихся остатков растений торфообразователей. Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.

Сопоставительный анализ заявляемых решений с прототипами показывает, что заявляемый способ отличается от известного отсутствием операции по введению в субстрат дорогостоящих поверхностно-активных веществ и параметрами режима формования, а устройство конструкцией отдельных узлов и деталей, что в целом обеспечивает получение продукции лучшего качества.

Таким образом, заявляемые технические решение соответствуют критерию изобретения "новизна". Сравнение заявляемых решений с другими техническими решениями показывает, что формование торфяной массы при пониженной влаги и создания внутреннего упрочняющего каркаса известно. Однако создание оболочки с несущим каркасом из остатков растений торфообразователей придает формованному субстрату новые свойства, а именно благодаря рыхлой и прочной структуры оболочки увеличивается пористость и водопоглощаемость субстрата. Это позволяет сделать вывод о соответствии технических решений критерию "существенные отличия".

На чертеже представлено устройство, осуществляющее способ.

П р и м е р 1. Шнековым формователем формуют торфяной субстрат из торфяной массы при влагосодержании 3,95-4,56 в виде цилиндрических кусков длиной 110 мм и диаметром 100 мм с поверхностной оболочкой, которая содержит несущий каркас из неразложившихся остатков растений торфообразователей.

В качестве сырья применяется верховой торф (магелланикум) со степенью разложения 5-15% и зольностью 3,02% и низинный торф (осоковый и гипсовый) со степенью разложения 15-25% и зольностью 4,71%. В исходный торф вносят необходимое количество минеральных удобрений. Полученные после формования торфяные субстpаты подвергают искусственной сушке при температуре 85 ос.%. При снижении влагосодержания субстрата до 1 кг/кг процесс сушки заканчивает и у контрольных образцов субстрата определяют плотность, пористость, водопоглощаемость.

Результаты определений приведены в таблице для субстратов, полученных по предлагаемому способу.

Для нормального развития рассады необходимо, чтобы водопоглощаемость была не менее 4 кг/кг, а пористость - не менее 85%. Из приведенных данных видно, что субстраты на основе верхового торфа полностью удовлетворяют этим требованиям. Субстраты, приготовленные из низинного торфа, имеют значительно меньшую пористость, которая может быть увеличена за счет создания оболочки из торфа с низкой степенью разложения, имеющую достаточно прочную макроструктуру переплетения из остатков неразложившихся растений торфообразователей, а также за счет добавления верхового торфа во внутренние слои в качестве рыхлителя при соотношении по массе верховой торф: низинный не более 1: 1. Поверхностная оболочка, имеющая жесткий несущий каркас, с одной стороны, препятствует усадочным процессам при сушке субстрата и как следствие препятствует чрезмерному его уплотнению и снижению пористости, а с другой стороны, увеличивает скорость впитывания влаги торфяным субстратом при его водонасыщении и обеспечивает технологическую прочность, необходимую для проведения операции по выращиванию рассады.

П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 формируют торфяные субстраты в виде цилиндрических кусков диаметром 100 мм с осевым отверстием 50 мм и кусков с диаметром 50 мм, на которых проводят испытания по выращиванию рассады огурца. Посадку семян производят в малообъемные субстраты с наружным диаметром 50 мм, при этом на 1й м² располагают 509-ть сеянцев, которые впоследствии по мере роста рассады помещают вместе с малообъемным субстратом во внутреннее отверстие субстратов с наружным диаметром 100 мм. В этом случае на стадии доращивания рассады на 1 м² располагается 127-ть субстратов. Если использовать торфоблоки с размером ячейки 100х100 мм, то на 1 м² площади расположено всего 100 сеянцев. Таким образом, полученные по предлагаемому способу формованные субстраты обеспечивают более эффективное использование площади теплиц при выращивании рассады.

Шнековый формователь для производства формованного субстрата из торфа содержит кожух с загрузочным бункером 1, состоящий из двух секций, винтовую лопасть 2, полый сердечник 3, вал с винтовой лопастью 4, формующую насадку 5, привод 6 и съемный наконечник 7.

Шнековый формователь работает следующим образом. Торфяная масса с неразложившимися остатками растений торфообразователей из секции загрузочного бункера 1 винтовой лопастью 2 нагнетается в формующую насадку 5, где формируется поверхностная оболочка, одновременно из другой секции загрузочного бункера торфяная масса перемещается винтовой лопастью, расположенной на валу 4, через полый сердечник 3 в формующую насадку 5, где из нагнетаемой массы формуются внутренние слои субстрата. Крутящий момент на винтовую лопасть 2 и вал с винтовой лопастью 4 передается посредством привода 6. При установке на вал с винтовой лопастью 4 съемного наконечника 7 при пpодавливании торфяной массы через формующую насадку 6 в формуемом субстрате образуется отверстие, соответствующее диаметру наконечника 7.

Использование предлагаемого способа производства формованного субстрата из торфа и устройства для его осуществления обеспечивает, во-первых, получение формованного субстрата с несущим каркасом из природного материала в поверхностном слое, во-вторых, путем замены формующих насадок производится не только регулирование геометрических размеров субстратов, но и формируются составные субстраты. Последнее обстоятельство позволяет повысить эффективность использование площади теплиц для выращивания рассады.

Формула изобретения

1. Способ производства формованного субстрата из торфа, включающий подготовку торфа, известкование, формование, введение элементов питания и сушку, отличающийся тем, что формование осуществляют при пониженной влаге торфа в виде цилиндрических кусков с оболочкой, имеющей несущий каркас из неразложившихся остатков растений торфообразователей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для формования оболочки используют диспергированный верховой торф со степенью разложения менее 15%, а внутренних слоев - смесь этого торфа с низинным торфом при соотношении по массе 1 : 1.

3.Способ по п.1, отличающийся тем, что цилиндрические куски формуют двух диаметров, при этом куски большего диаметра выполняют с осевым отверстием, соответствующим диаметру меньших кусков.

4. Шнековый формирователь для производства формованного субстрата из торфа, содержащий кожух с загрузочным бункером, винтовую лопасть, полый сердечник с размещенным в нем валом с элементом подачи торфа в формующую насадку и привод, отличающийся тем, что загрузочный бункер выполнен из двух секций, а элемент подачи торфа в формующую насадку выполнен в виде винтовой лопасти, при этом часть вала расположена в одной из секций загрузочного бункера.

5. Формирователь по п.4, отличающийся тем, что он снабжен сменными формующими насадками двух диаметров, а вал имеет съемный цилиндрический наконечник, диаметр которого соответствует диаметру меньшей формующей насадки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2