Состав для производства вермикомпоста на основе отходов чая и кофе

Авторы патента:

C05F11/00 - Прочие органические удобрения

Владельцы патента RU 2613291:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Состав для производства вермикомпоста состоит из отходов использованного чая и кофе в смеси с почвой в соотношении, мас.%: почва - 25, отходы чая и кофе - 75. Изобретение обеспечивает сокращение сроков вермикомпостирования и повышение качества вермикомпоста. 3 табл.

Изобретение относится к биотехнологии и сельскому хозяйству. Состав для производства вермикомпоста состоит из отходов использованного чая и кофе. В качестве питательного субстрата для заселения дождевыми червями используется кофейная гуща и использованный пакетированный и листовой чай, не требующие измельчения и предварительного компостирования. В качестве наполнителя-структурообразователя используется почва в соотношении, мас. %: почва - 25, отходы чая и кофе - 75. Введение в смесь измельченной яичной скорлупы или извести (при необходимости) оптимизирует pH смеси до нейтральной среды и обеспечивает более быструю переработку субстрата червями.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано, с одной стороны, для повышения плодородия почв и продуктивности агроэкосистем, с другой, в крупных масштабах - для утилизации отходов кофеен и других заведений общественного питания, а также кухонных отходов частных лиц в бытовых вермикомпостерах.

При большом накоплении пищевые отходы наносят вред окружающей среде в общем и человеку в частности. В настоящий момент утилизация продуктов питания - одна из актуальных проблем современности. Пищевые предприятия с каждым годом увеличивают объемы своего производства, а следовательно, увеличивается количество отходов, которые необходимо утилизировать.

Большинство предприятий, занимающихся утилизацией пищевых отходов, размещает их на полигонах, что не является удовлетворительным решением. Проблема усложняется тем, что пищевые отходы имеют высокую влажность (в среднем около 80%), быстро прокисают, загнивают и становятся источниками заражения патогенными микроорганизмами. Гниющие продукты являются пищей для различных видов переносчиков болезней (мухи, тараканы, грызуны и др.). Жидкие стоки пищевых продуктов содержат большое количество органических кислот. Они способствуют извлечению тяжелых металлов из толщи полигона в растворимые формы, увеличивая токсичность полигонного фильтрата (Жукова Е.С., Журилкина И.В. Утилизация пищевых отходов на объектах экономики: современная ситуация в России и за рубежом // Экономика и управление: новые вызовы и перспективы. - Тольятти: Поволжский государственный университет сервиса, 2011. - №2. - С. 379-381).

Отметим, что некоторые продукты в принципе не могут быть использованы на 100%. К ним относятся чайные листья и кофейная гуща, остатки которых занимают существенную часть в структуре пищевых отходов населения страны.

Технология вермикомпостирования предполагает повторное использование органических отходов для получения эффективного биоудобрения - вермикомпоста. При этом соблюдаются принципы ресурсосбережения, экологической безопасности и надежного обеспечения растущего спроса на сельскохозяйственную продукцию.

Дождевые черви, ускоряющие во много раз разложение органического вещества, позволяют в относительно короткие сроки абсолютно экологичным способом превратить разного рода органические отходы в ценное удобрение.

Известен способ получения вермикомпоста путем внесения навозного червя в компостосодержащий субстрат, включающий свекловичный жом, смешанный с дефекатом в соотношении 1:3 по объему. Полученную смесь перемешивают, доводят до влажности 60-70% при температуре 22-25°C, добавляют навозного червя в количестве 15-20 особей на 1 литр полученного компостосодержащего субстрата (RU 2339601, МПК C05F 5/00, A01K 67/033, опубл. 27.11.2008 Бюл. №33).

Известен способ получения биоорганического удобрения из табачной пыли, отличающийся тем, что предварительно дозируют исходные компоненты компостной смеси в заданных количествах, мас. %: табачная пыль - 40-60, почва (чернозем) - 20-40, торф низинный - 10-30, после чего их смешивают, полученную однородную смесь закладывают в траншеи, затем увлажняют до влажности 50-60%, компостирование осуществляют в течение 60-65 суток при среднесуточной температуре воздуха не ниже 15°C, при этом трижды отбирают образцы однородной компостной смеси и определяют в них содержание никотина, значение pH и целлюлозолитическую активность: перед закладкой компостной смеси в траншею, через 30-35 суток и в конце процесса компостирования смеси, а полученный целевой продукт является готовым биоорганическим удобрением для различных культур открытого грунта и одновременно сырьем для производства биогумуса и почвоудобрительных препаратов для защищенного грунта (RU 2520730 C2, МПК C05F 11/00, опубл. 27.06.2014 Бюл. №18).

Известно множество способов получения биогумуса из навоза и помета различных животных, переработанного способом вермикультуры. К недостаткам субстрата на основе навоза крупного рогатого скота относится засоренность его гельминтами и патогенной микрофлорой, низкое содержание элементов минерального питания, длительный срок предварительного компостирования, неудовлетворительное фитосанитарное состояние субстрата (Биоконверсия органических отходов в биодинамическом хозяйстве. - Городний Н.М. и др. - Киев: Изд-во «Урожай», 1990, С. 111-130).

Известен способ переработки органических отходов путем вермикомпостирования, включающий предварительное компостирование органических отходов с введением каныги в качестве источника микроэлементов и экстрактов дрожжей или самих дрожжей в качестве источника азота. Органические отходы с добавками перемешивают в течение 7-12 дней и получают незрелый компост. Смешивают незрелый компост с отходами целлюлозно-бумажной или деревообрабатывающей промышленности и дополнительным количеством источников азота, мелассой и земляными червями. В процессе вермикомпостирования осуществляют контроль изменения ферментативной активности вермикомпостируемой смеси (RU 2290389, МПК C05F 11/8, опубл. 27.12.2006).

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому изобретению является состав для производства вермикомпоста, состоящий из смешанных пищевых отходов (Дондокова Д.Б. Влияние экологических условий на культивирование дождевого червя Eisenia foetida при получении и применении вермикомпоста // Автореферат диссертации. - Улан-Удэ, 2006), полученный в результате опыта по производству вермикомпоста из органических отходов в емкостях площадью 0,45 м² в лабораторных условиях БГСХА в течение одного года и в открытом грунте с мая по август в 2001 г. Недостатком данного способа является длительность и трудоемкость предварительной подготовки субстрата - ферментация, компостирование. По наблюдению исследователей, субстрат из смешанных пищевых отходов подвержен развитию плесневых грибов. Смешанные пищевые отходы разнородны и с разным успехом перерабатываются дождевыми червями, могут источать неприятные запахи в зависимости от состава. Без указания конкретного состава для производства вермикомпоста могут возникнуть трудности в использовании этого способа на практике. Сравнительная оценка агрохимических характеристик вермикомпостов показала преимущества вермикомпоста на основе отходов чая и кофе (табл. 1).

По содержанию гумуса и валового азота предлагаемый вермикомпост превосходит известный, взятый за прототип, более чем в два раза. Предлагаемый вермикомпост значительно опережает (более чем в 5 раз) по содержанию обменного калия, и в целом, обладает лучшим качеством и большей концентрацией питательных элементов.

По данным кубанских исследователей (Косенко И.С. Возможность использования отходов производства кофе и чая в комбикормах // И.С. Косенко, Е.С. Шумелев, Е.В. Соловьева // Известия вузов. Пищевая технология. - 2007. - №2. - С. 101-102), чайно-кофейный шлам содержит большое количество ценных веществ, но они предлагают использовать это вторсырье в производстве комбикормов (табл. 2).

Исследователями РХТУ им. Д.И. Менделеева показано, что кофейный шлам может быть использован в качестве сырья для получения высокобелковой дрожжевой биомассы, применяемой в культивировании различных микробных культур (Башашкина Е.В., Суясов Н.А., Шакир И.В., Панфилов В.И. Биоконверсия отходов производства растворимого кофе в продукты кормового назначения // Экология и промышленность России (ЭКиП). - 2011. - №1. - С. 18-19).

В данном изобретении предлагается использовать отходы чая и кофе для приготовления вермикомпоста с целью использования в качестве экологически безопасного концентрированного удобрения.

Преимущества предлагаемого чайно-кофейного вермикомпоста:

1) возможность приготовления в домашних условиях благодаря отсутствию неприятного запаха и хорошему фитосанитарному состоянию субстрата, его гигиеничности;

2) размер частиц (2-3 мм) исходного субстрата, позволяющий червям сразу приступать к его переработке без предварительного измельчения, быстрое разложение компонентов;

3) высокое содержание питательных веществ в исходном сырье;

4) высокое качество получаемого вермикомпоста по агрохимическим показателям (гумус, минеральных формы азота, фосфора, калия, суммы обменных оснований), превосходящее вермикомпост, полученный на основе смешанных пищевых отходов.

Отличие заявленного изобретения от известного решения заключается в том, что в качестве субстрата используются отходы чая и кофе в смеси с почвой при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Почва - 25,

Отходы чая и кофе - 75.

Цель изобретения - сокращение сроков вермикомпостирования и повышение качества вермикомпоста. Цель достигается тем, что основными компонентами субстрата являются мелкие отходы использованного чая и кофе. При этом срок вермикомпостирования сокращается до 1-1,5 мес. В основе повышения качества вермикомпоста лежит широкий микро- и макроэлементный состав смеси, тонизирующий и стимулирующий эффект, стерильность. Кофейная гуща, использованные чайные листья и пакетированный чай являются бесплатным сырьем. Ежегодные объемы накопления их на свалках продолжают увеличиваться и требуют утилизации.

Состав готовится следующим образом: 7,5 кг использованного чая и кофейной гущи смешивают с 2,5 кг почвы, тщательно перемешивают, затем проверяют на кислотность. Если реакция раствора подготовленной смеси близка к нейтральной, то субстрат заселяют красным калифорнийским червем (Eisenia foetida) в количестве 1500-2000 особей на 1 м². В противном случае добавляют измельченную яичную скорлупу или известь и выдерживают несколько дней. Мелкий размер частиц субстрата способствует более быстрой переработке червями и снимает необходимость в предварительном измельчении или ферментации.

Вермикомпостирование проводят в течение 1-1,5 мес., а затем отделяют готовый продукт от червей просеиванием или переманиванием червей на новый субстрат.

Использование готового продукта - вермикомпоста в вегетационно-полевом опыте на агросерой почве способствует статистически значимому повышению показателей потенциального и эффективного плодородия почвы и увеличению урожая наземной фитомассы пшеницы в сравнении с контрольным вариантом (табл. 3).

Внесение в агросерую почву 3 и 6 т/га вермикомпоста, полученного на основе чайно-кофейных отходов, способствовало достоверному повышению следующих агрохимических показателей: гумуса в 1,9-2,2 раза, нитратного азота в 2,7-3,6 раза, аммонийного азота в 1,5-2,9 раза, легкогидролизуемого азота в 1,5 раза, подвижного фосфора в 1,2 раза к контролю в зависимости от дозы внесения. Под влиянием вермикомпоста изменилась реакция среды со слабокислой, отмеченной на контроле, до нейтральной в удобренных вариантах опыта. Значительное улучшение всех агрохимических показателей под действием вермикомпоста привело к повышению урожайности пшеницы в 1,8-2,4 раза к контролю, в зависимости от дозы внесения удобрения. Таким образом, полученное новое удобрение – вермикомпост - обладает высоким качеством, способствующим достоверному повышению агрохимических свойств агросерой почвы и увеличению урожайности пшеницы.

Состав для производства вермикомпоста, состоящий из пищевых отходов, отличающийся тем, что в качестве отходов используются остатки чая и кофе в смеси с почвой в соотношении, мас.%:

почва	25
отходы чая и кофе	75

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Органическое удобрение содержит водный раствор растительных остатков, причем в него добавляют запаренные ржаные сухари - отходы производства хлебного кваса и древесную золу, содержание растительных остатков на 100 л воды составляет 6-20 кг, запаренных ржаных сухарей - 1-3 кг, древесной золы - 100-200 г.

Способ получения жидкого стимулятора роста и развития растений из гумусосодержащих веществ // 2600748

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения жидкого препарата для стимуляции роста и развития растений включает предварительный помол, растворение в воде гумусосодержащего сырья и дезинтеграцию в роторно-пульсационном аппарате, при этом в качестве сырья используют вермикомпост и виноградные выжимки, причем сначала исходный вермикомпост с размером частиц, не превышающим 3 мм, и влажностью 55-57% обрабатывают в роторно-пульсационном аппарате водой, забуференной аммиаком или гидроксидом калия до рН в диапазоне 9,5-10,9, при массовом соотношении вермикомпост:вода, равном 1:3-4, и температуре 55-60°С в течение 2-3 минут, затем к полученной пульпе в роторно-пульсационный аппарат загружают виноградные выжимки с размером частиц, не превышающим 20 мм, влажностью 6-9%, при массовом соотношении виноградные выжимки:вермикомпост, равном 1:6-9, и проводят совместную дезинтеграцию при температуре 55-60°С до достижения частицами твердой фазы размера 5-10 мкм и рН в диапазоне 7,2-7,5, после чего полученную дисперсию в качестве целевого продукта разливают в тару.

Удобрение-мелиорант // 2588987

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Удобрение-мелиорант содержит низинный торф и сапропель, причем дополнительно содержит трепел и гумикс.

Биогрунт для орхидей // 2580159

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Биогрунт для орхидей включает древесную кору, мох сфагнум, керамзит, древесный уголь, верховой торф, причем в качестве органической составляющей включает биогумус.

Способ переработки шламовых отходов // 2576202

Изобретение относится к области переработки промышленных отходов. При осуществлении способа переработки шламовых отходов смешивают отходы со связующей смесью.

Способ получения вермикомпоста // 2570565

Способ получения вермикомпоста включает использование листового опада и внесение в субстрат компостного червя Eisenia fetida. В качестве листового опада используют опад тополя Populus nigra, который смешивают с верховым торфом в соотношении 1:8 по весу и добавляют воду до достижения влажности 70-80%.

Способ комплексной глубокой переработки зеленой массы топинамбура // 2569724

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ комплексной глубокой переработки зеленой массы топинамбура включает сбор растительного сырья, его измельчение и метановое сбраживание в метантенках, полученный после сбраживания биогаз подают в газгольдеры для получения тепловой и электрической энергии, а полученный биошлам подают на механическое обезвоживание до относительной влажности 40-50%, причем зеленую массу топинамбура делят на две части, одну из них подают на метановое сбраживание, а вторую часть подают на механическое прессование с целью получения сока, полученный при прессовании жмых досушивают до необходимой влажности, брикетируют и подают в реактор, где без доступа кислорода в результате термохимической конверсии получают пиролизный горючий газ и золу, при этом горючий газ используют в качестве топлива для производства тепловой и электрической энергии, а золу подают на смешивание с обезвоженным биошламом, используемым в качестве органического компонента, полученную органо-минеральную смесь гранулируют, досушивают до необходимой влажности и используют в качестве удобрений.

Субстрат "бекулит" для выращивания злаковых культур // 2568131

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Субстрат «Бекулит» для выращивания злаковых культур включает использование в качестве минеральной основы цеолитосодержащую глину диалбекулит, в которую вводят 0,1% водного раствора йодистого калия и почву до 20 см слоя многолетних трав второго года жизни в следующем соотношении, мас.%: йодистый калий 0,1% водного раствора 8-10, почва - 10-15, глина диалбекулит - остальное.

Хитоолигосахариды и способы их применения для усиления роста растений // 2564844

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Осуществляют усиление роста растений путем обработки семян растения или растения, которое прорастает из семян, эффективным количеством по меньшей мере одного хитоолигосахарида (ХО), представленного формулой: в которой R1 означает водород или метил; R2 означает водород или метил; R3 означает водород, ацетил или карбамоил; R4 означает водород, ацетил или карбамоил; R5 означает водород, ацетил или карбамоил; R6 означает водород, арабинозил, фукозил, ацетил, сульфат, 3-0-S-2-0-MeFuc, 2-0-MeFuc или 4-0-AcFuc; R7 означает водород, маннозил или глицерин; R8 означает водород, метил или -CH2OH; R9 означает водород, арабинозил или фукозил; R10 означает водород, ацетил или фукозил; и n равно 0, 1, 2 или 3.

Способ очистки почв, загрязненных полихлорированными бифенилами и другими токсичными соединениями // 2563660

Изобретение относится к биотехнологии и экологии. Для очистки почв, загрязненных хлорароматическими токсикантами, вводят в почву гуматы и бактерии штамма Rhodococcus wratislaviensis КТ112-7 в дозах 106-107 кл/г почвы.

Способ подготовки угля к получению гуматов // 2628358

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ подготовки угля к получению гуматов включает его очистку от механических загрязнений и измельчение, причем уголь измельчают до крупности менее 2 мм, проверяют его на содержание токсичных металлов, включая свинец, мышьяк, кадмий, ртуть, и при выявлении хотя бы одного из них в концентрациях, превышающих ПДК, уголь вводят в 10-20 % водный раствор соляной кислоты с температурой 80-95°С и выдерживают его с перемешиванием 4 – 8 часов, после чего его промывают в чистой пресной воде с температурой 80-95°С, затем повторно проверяют уголь на содержание токсичных металлов и, если концентрация хотя бы одного из токсичных металлов не опустилась ниже ПДК, процесс обработки кислотой и отмывки повторяют при названных режимах до снижения содержания всех токсичных металлов ниже ПДК. Изобретение позволяет снизить ниже ПДК содержание токсичных металлов в составе природного угля, предназначенного для получения из него гуматов щелочных металлов и тем самым обеспечить пригодность получаемого продукта для потребления человеком. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Способ получения органоминеральных удобрений на основе коры березы // 2629264

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для получения органоминеральных удобрений на основе коры березы. Способ включает получение пористой подложки из коры березы с последующей ее пропиткой раствором калийной соли до содержания 5,0-9,0 масс. % калия. Далее пористую подложку пропитывают 0,1 N раствором азотной кислоты, выдерживают в течение 4-6 ч, а затем сушат до воздушно-сухого состояния при температуре 100°С. Техническим результатом является улучшение агрохимических свойств органоминерального удобрения, упрощение и удешевление способа его получения, а также утилизация отходов деревообработки. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

Способ получения биоорганического удобрения на основе торфа // 2631033

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к получению биоорганического удобрения на основе торфа. Произрастающую естественную растительность на полях низинного торфа перед фазой цветения измельчают дискованием с заделкой в корнеобитаемый слой торфа на глубину 13-15 см. После чего сразу собирают в общую массу и формируют бурты, которые сверху закрывают слоем торфа 30-40 см и оставляют на зиму для компостирования в естественных условиях. В последующие годы на этих же полях осуществляют дискование торфа, посев и возделывание фитомелиорантов до фазы цветения. Затем фитомелиоранты измельчают с заделкой в корнеобитаемый слой и сразу формируют бурты аналогично как с естественной растительностью. Изобретение обеспечивает повышение питательной ценности удобрения при упрощении процесса его получения. 5 табл.

Способ производства гуминового удобрения на основе биогумуса // 2635449

Изобретение относится к способу производства гуминового удобрения на основе биогумуса и может быть использовано для переработки отходов сельскохозяйственного производства. Формируют рассадные бурты вертикальной формы с уклоном 2-5° путем приготовления органического субстрата с последующим осуществлением биотермического процесса в буртах. Проводят заселение субстрата промышленной популяцией червей при температуре от +30°С до -20°С, при температуре зоны заселения от +20°С до +30°С и плотности популяции червей 500-10000 шт. на 1 м2 поверхности бурта. Между рассадными буртами, поперек, формируют кормовые вставки-бурты из свежих отходов животноводства и растениеводства так, чтобы они закрыли все промежутки между рассадными буртами. Осуществляют выравнивание буртов и их пролив. После чего происходит движение популяции червей к кормовой вставке из свежих отходов, обсеменение отходов термофильной и почвенной бактерией. Через 60-62 дня, переработав отходы кормовых вставок, популяции червей с личинками переходят в следующие кормовые вставки. Созревшие рассадные бурты просеивают и сепарируют. Пустые рассадные бурты заполняют свежими неферментированными отходами животноводства и растениеводства. Популяции червей с личинками переходят в последние кормовые вставки, а предыдущие сформированные кормовые вставки становятся рассадными буртами. После пролива, просеивания и сепарирования рассадных буртов получают жидкий биогумус путем смешения 1:1 жидкости после пролива и сепарированного биогумуса и активированный биогумус. В последний дополнительно вносят золу виноградной лозы из расчета 2 л на 100 л раствора, настаивают в течение 7-10 дней и фильтруют с возможностью разрезания о нити фильтра набухшего копролита червя. Техническим результатом является упрощение технологии переработки отходов животноводства и растениеводства, повышение качества и сокращение времени производства гуминового удобрения. 1 з.п. ф-лы, 7 ил., 7 пр.

Способ получения стимулятора роста растений // 2643723

Изобретение относится к стимуляторам роста растений из лигноцеллюлозного сырья. Лигноцеллюлозное сырье смешивают с водой в расчете от 5,0 до 100,0 г воды на 1 г сырья. Добавляют к полученной смеси катализатор окисления, представляющий собой суспензию дисперсного оксида или гидроксида железа (III) в расчете от 0,01 до 1,0 г исходного гексагидрата хлорида железа на 1 г сырья, и раствор пероксида водорода в расчете от 0,005 до 10,0 г пероксида водорода на 1 г сырья. Осуществляют перемешивание образованной реакционной смеси при температуре 20°С-60°С в течение 4-12 часов при скорости перемешивания 60-300 об/мин. Полученный продукт разделяют на жидкую и твердую фазы. Жидкую фазу, представляющую собой целевой продукт, используют либо непосредственно в жидком виде, либо в сухом виде после ее выпаривания. Обеспечивается получение стимулятора роста растений из доступного лигноцеллюлозного сырья с одновременным снижением расхода реагентов для обработки сырья и сокращение расхода энергии на обработку сырья. 1 з.п. ф-лы, 6 пр.

Способ переработки древесной коры // 2647929

Изобретение относится к получению органических удобрений на основе древесных отходов целлюлозно-бумажного производства. Способ переработки древесной коры включает измельчение древесной коры до среднего размера отдельных частиц 1-5 мм, смешивание измельченной древесной коры с навозом сельскохозяйственных животных и активным илом до достижения степени однородности получаемой смеси 90-95%. Соотношение компонентов смеси - измельченная древесная кора / навоз / активный ил – составляет, %: 40-45 / 45-50 / 5-10. После чего осуществляют аэробную ферментацию полученной смеси в ферментаторах при ее принудительной аэрации потоком воздуха и периодическом перемешивании. Техническим результатом является сокращение длительности переработки древесной коры и повышение производительности процесса ее переработки в промышленных объемах.