Ультразвуковые технологии переработки торфа на основе ультрадисперсной эмульсии торфа (УДЭТ)

Основные направления разработки технологий:

• мокрый помол торфа в ультразвуковом кавитационном процессе;
• создание синтетического торфосодержащего топлива;
• разработка технологий органо-минеральных удобрений;
• разработка технологий пищевых добавок в животноводстве;
• разработка технологий производства лечебных эмульсий.

 Торф - золото России

Органические вещества торфа состоят из гуминовых и фульвовых кислот, битумов, целлюлозы, лигнина. Минеральная часть в основном состоит из кремния, кальция, железа, алюминия и микроэлементов. Как удобрение торф малоэффективен, так как основная масса азота находится в труднодоступной форме, в составе гуминовых веществ. Применяя щелочную экстракцию торфа, добиваются доступности ряда веществ питанию растения. Однако химический способ выделения гуминовых веществ не достаточно эффективен. Кроме этого разрушается природная структура гуминовых препаратов, полученных химической экстракцией. Поэтому актуальна задача разработки эффективных технологий переработки торфа, в которой органические вещества становятся водорастворимыми с содержанием фульвовых и гуминовых кислот.

Использование кавитации в технологиях получения гуминовых препаратов дает возможность достижения их высокой физиологической активности, большого выхода водорастворимых органических веществ, протекания реакций гидротермального синтеза. В кавитаторе синхронно идут процессы диспергации, экстракции, растворения, дезинтеграции клеточных структур, деструкция целлюлозы. Физиологическая активность гуминовых препаратов с неупорядоченными полимерными структурами гуминовых кислот и их солей, получаемых с использованием кавитации, увеличивается, поскольку неупорядоченная полимерная структура таких веществ с условным  понятием молекулярной массы, чем мельче, тем эффективнее усваивается мембранами клеточной структуры растений.

Для обработки водо-торфяного потока авторами разработано устройство итенсификации тепломассоэнергообмена, состоящее из одной и более камер, в которых обрабатываемый в потоках продукт диспергируется, эмульгируется и другое за счет волновой энергии большой интенсивности газоструйных генераторов. Устройство и способ зарегистрированы: патент РФ №2392046 от 25.01.2008 – “Устройство деструкции углеводородов”, заявка на патент РФ №2010148726 от 29.11.2010 – “Способ акустической обработки многофазного продукта и устройство для его осуществления”.

Разработан способ акустического воздействия на поток многофазного продукта, в котором используется акустическая кавитация в вихревом или струйном потоке, за счет энергии газоструйных генераторов, используется тепломассоэнергообменный процесс потока для проведения преобразований продукта.

Между жидкой фазой потока и газовой, особенно при вихревом движении, создается большая площадь соприкосновения, увеличивающаяся в процессе взаимодействия за счет диспергирования в возникающих сверхдавлениях волнового кластерного процесса кавитации. Твердая фаза продукта так же за счет сверхдавлений подвергается диспергированию и различным преобразованиям исходного вещества. При обработке вихревого водно-торфяного потока  получается ценное вещество с большим содержанием фульвовых и гуминовых кислот , а также другие органические и минеральные компоненты доступные для питания растений. Основной задачей разработки устройства обработки многофазного продукта является достижение максимальной интенсивности ультразвука в рабочих камерах, достаточной для деструкции обрабатываемого продукта.

Поставленная задача решается с помощью  тепломассоэнергообменного процесса методом акустического резонансного возбуждения потоков создаваемых в струйных камерах или вихревых трубах, газовый или ввод пара в которые, составляющей смеси обрабатываемого продукта, выполнен в виде газоструйных генераторов. Предлагаемый способ ввода газовой составляющей за счет большой акустической мощности газоструйных генераторов приводит к интенсивной акустической кавитации жидкой составляющей продукта.

В газовой, и жидкой фазах продукта возникают пульсирующие сверх давления, приводящие к диспергированию, эмульгированию и другим физико-химическим процессам. За счет большой площади соприкосновения акустической волны газового потока с жидкой и твердой компонентами обрабатываемого продукта, возможна передача энергии большой интенсивности, что не возможно при передаче энергии от твердой поверхности генераторов (пьезокерамика, магнитострикторы) в жидкий продукт. 

Представленная технология может принципиально изменить роль торфа. Во первых, получение гуматов с высоким содержанием фульвовых и гуминовых кислот упрощается и становится возможным без применения химикатов. При этом органическая составляющая торфа в результате физико-химических реакций становится в большей части водорастворимой. Во вторых, производительность установок получения гуматов может быть достигнута практически как угодно большой, и не требует возведения заводов. Производство гуматов может быть организовано в рамках любого сельскохозяйственного предприятия и, даже, в личном хозяйстве. Для этого достаточно организовать производство ультразвуковых газоструйных реакторов различной производительности. Дополнительно требуются стандартные насосы и компрессоры.

Технология производства гуматов в ультразвуковых реакторах с газоструйными генераторами принципиально изменяет ценность торфа и дает возможность существенно повысить эффективность применения торфа в сельском хозяйстве и медицине.

Обнаружены лечебные свойства торфяной эмульсии, полученной в результате мокрого помола в ультразвуке. Эмульсия имеет нефте-дегтярный запах. Исходный торф обычный топочный из Нижнего Новгорода.

История с переработкой торфа в интенсивном ультразвуковом поле началась в начале августа 2010 года в процессе поездки автора на азовское море (отражено в описании проекта растворения кислорода в воде рыбного хозяйства). На обратном пути я заехал в Курск, где ранее оставлял лабораторный реактор. В Курске на развалившемся заводе счетных машин  был припасен торф из Нижнего Новгорода, правда для других задач. Товарищи безуспешно пытались разбить торф используя имеющийся маломощный парогенератор. Одноко на заводе еще работал заводской компрессор, поэтому я предложил использовать заводскую магистраль сжатого воздуха.       Известно, что паровая кавитация сопровождается более мощными кавитационными процессами, однако температурные процессы могут изменять органический состав продукта, поэтому представляет интерес газоструйные процессы как паровые, так и воздушные - менее интенсивные, но протекающие при малых температурах.

Учитывая практически неограниченный потенциал по залежам торфа в РФ и разработанные технологии получения  УДЭТ возможна очевидная перспектива направления переработки торфа.

Метки: Нефть, Ультразвуковые технологии