Научный архив: статьи

Проблема и цель. Качество продукта во многом зависит и определяется качеством сырья, из которого его производят и тесно связано с экономикой производства конечного продукта. Особенно актуально это для органических агрохимикатов на основе гуминовых веществ, производимых из неоднородного сырья, например, из угля, торфа и т. д. Целью исследований было изучение и сравнение исходного сырья для производства гуминовых удобрений и описание гетерофазной дисперсионной системы, образуемой при взаимодействии с водой.

Методология. Методика исследования дисперсных систем, представленная в статье, включала в себя: изучение по ряду показателей проб и образцов, взятых из суспензии при ее образовании; описание и изучение основных показателей многофазность, определение дисперсной среды и дисперсной фазы, межфазное взаимодействие, фазовые превращения, а также факторы разрушения дисперсной среды. Из исследуемых показателей рассматривали: плотность и влажность сырья, механический состав и зольность; содержание смол (битумов, парафинов и т. д.); общее содержание гуминовых и фульвовых кислот и содержание водорастворимых веществ, влияние показателей на образование дисперсной среды.

Результаты. При смешивании сырья и воды, для производства гуминовых препаратов, происходит образование многофазной гетерогенной лиофильной дисперсной системы, в которой дисперсная фаза это сырье, а дисперсная среда представлена водой.

Заключение. Показатель дисперсности на анализируемый объем (3 литра на 0,5 кг сырья) может находиться в пределах 2*10 м-1. Удельная площадь поверхности частиц может сильно изменяться от 53,33 до 80 м2/кг или 8*104м2/мз. На данный показатель влияет форма частиц и степень дробления. Граница раздела фаз в суспензии может быть представлена 5 основными видами границ раздела фаз, которые могут влиять на протекание кавитации и извлечение гуминовых веществ. В исследуемой суспензии происходят фазовые превращения, обусловленные как вымыванием и растворением высокомолекулярных веществ, так и образованием сгустков веществ при отстаивании или под действием других факторов. Определены теоретические условия межфазного взаимодействия.

Проблема и цель. Гуминовые удобрения - это органические вещества, которые содержат в себе питательные элементы для растений. Они производятся из натурального сырья, такого как уголь, торф, перегной или сапропель. Эти удобрения содержат гуминовые кислоты, которые улучшают структуру почвы, увеличивают ее влагоемкость и воздухопроницаемость, а также способствуют развитию полезных микроорганизмов. Они также улучшают усвоение питательных веществ растениями и повышают их устойчивость к болезням и вредителям. Целью исследований является проведение сравнительного анализа трех видов кавитаторов c различным рабочим процессом при производстве гуминовых удобрений.

Методология. Исследования были проведены в производственных условиях на торфе фрезерном, соответствующем требованиям ГОСТ Р54249-2010., принятым за 100%. Сравнительному анализу эффективности подверглись кавитатор гидродинамический многокамерный (КГМ); роторно-импульсный аппарат (РИА) и ультразвуковой проточный кавитатор (УПК). Торфоводная суспензия в соотношении 3:1 (вода к торфу) из накопительной емкости подавалась на кавитатор в течение 40 минут по замкнутому циклу. Пробы брали каждые 5 минут для определения показателей дисперсности и экстракции гуминовых веществ в режиме кавитации без щелочи и с щелочью.

Результаты. В процессе работы наиболее быстрое измельчение заметно у роторно-импульсного аппарата - полное измельчение было получено через 30 минут работы. Полностью измельчить частицы торфа гидродинамический кавитатор смог через 30-35 минут. Ультразвуковой проточный кавитатор измельчил торф через 35-40 минут. Введение щелочи не оказало действия на измельчение частиц торфа, но способствовало повышению экстракции гуминовых кислот в раствор. К окончанию цикла измельчения (15-20 минут работы установки) в варианте с КГМ было вымыто 10,01г/л., роторно-импульсный аппарат вымыл 9,00 г/л, ультразвуковой кавитатор позволил извлечь 8,08 г/л. Введение щелочи значительно усилило процесс экстракции, позволив через 5 минут работы установки после введения щелочи почти вдвое увеличить содержание гуминовых кислот в растворе. Так, КГМ на 25-й минуте работы показал результат в 17,00 г/л (прибавка по сравнению с уровнем до введения щелочи 11,00 г/л). РИА показал прибавку гуминовых кислот по сравнению с экстракцией без щелочи на 7,01г/л. В варианте с УПК вводимая щелочь увеличила выход гуминовых кислот на 5 г./л. В целом к периоду времени 30-35минут экстракция гуминовых кислот была завершена на всех вариантах.

Заключение. Кавитатор гидродинамический многокамерный показал лучший результат по времени измельчения торфоводной суспензии и экстракции гуминовых веществ. Необходимо отметить, что КГМ в эксплуатации был значительно удобнее и проще в обслуживании, чем все остальные кавитаторы.