Авторами разработки стали двое студентов-биотехнологов Пермского национального исследовательского политехнического института. Изначально они искали решение совсем другой задачи: как утилизировать большие скопления коры и опила со смолами, так называемые короотвалы, которые остаются от предприятий целлюлозно-бумажной промышленности. В процессе разложения таких отходов происходят экзотермические реакции и выделяются токсичные вещества: углекислый газ, сероводород и метан.
Подробности о новой разработке и особенностях ее применения рассказал руководитель проекта Юрий Виноградов.
- В 2014 году одно из пермских предприятий обратилось в наш вуз с просьбой разработать рентабельную технологию переработки коры в полуфабрикаты. В процессе решения задачи мы нашли партнера - одного из крупных производителей калийных удобрений. Его специалисты посоветовали нам использовать некоторые получаемые нами добавки в качестве удобрений. Именно тогда и появился наш состав, который стал основой для нового комплекса удобрений.
Новая формула
Параллельно с этим мы разрабатывали и систему частичной очистки сточных вод и в результате нашли способ улучшить состав разработанного удобрения.
На многих предприятиях отходами являются лигносульфанаты, которые загрязняют водоемы. Выделив лигнин, мы ввели его в наш состав продукта и смогли добиться увеличения скорости гниения на этапе производства. Технология получается достаточно простая: мы берем кору, обогащаем ее либо растворенным, либо готовым лигносульфанатом, смешиваем все это в жидкости.
Технология производства
Основное оборудование при производстве состава - автоматизированные реакторы. Перед тем, как кора в них попадает, она проходит трехуровневую сортировку, которая разделяет сырье на разные фракции. В мелкую фракцию попадает в том числе опил.
Остальные фракции разделяются по реакторам, в которых идет процесс обогащения коры. При этом реагенты засыпаются в реактор автоматически, по заранее установленным параметрам. Их количество зависит от того, каких именно элементов не достает в истощенной почве и какие, наоборот, присутствуют в почве обогащенной.
Получившаяся суспензия перемешивается, затем отстаивается. Жидкость из нее уходит в шламоуловитель, а уже обогащенная кора подвергается термической обработке. После процесса выпаривания смесь сушится и фасуется в биг-бэги.
Важное отличие продукта, получившегося из мелкой фракции - высокая влажность, поэтому его упаковывают в синтетические мешки.
Состав из мелкой фракции вносится в сильно обезвоженные почвы. При этом для ускорения всех процессов мы стараемся использовать наши удобрения в комплексе: и из мелкой, и из остальных фракций.
Доказанная эффективность
Работа над удобрением велась в несколько этапов. Непосредственно с 2014 по 2016 годы все опыты проводились в лаборатории при университете. В 2016 году мы приняли участие в акселераторе "Большая разведка", дошли до финала и смогли найти себе в команду нового члена, который помог начать проводить опыты непосредственно в полях.
Мы провели полевые работы и в 2017-2018 годах получили первые результаты: почва благодаря удобрению обогащалась в течение двух посевных. За это время проходил весь цикл гниения и обогащения почвы. У классических удобрений в нашем ценовом диапазоне процесс восстановления занимает в среднем 3 года. При этом новый состав при больших объемах оказывается на 10-16% дешевле.
В среднем эффективность нового удобрения в 1,8 раза выше, чем у стандартных калийных или азотно-фосфорных удобрений, учитывая, что опыты велись на сильно истощенной почве.
Такие травы как укроп, петрушка и салат на обычном удобрении вырастают до "съедобного" состояния в среднем за месяц, а на составе, разработанном биотехнологами - за неделю при необходимых температуре и влажности.
Конкретный состав удобрения зависит не от самой культуры, а от почвы: чем она обогащена или насколько истощена.
Например, мы общались с сельхозпроизводителями из Нижегородской области, расспрашивали их про почвы. Они сказали, что с истощенностью в принципе проблем нет. Как оказалось, у них почва изначально содержит много калия и потому сама себя хорошо регенерирует. Поэтому в таких случаях мы предлагаем использовать максимально высушенную кору, чтобы процесс гниения происходил быстрее, и почва обогащалась азотом и фосфором.
Рабочая технология с оборудованием была представлена в 2018 году, а сам состав подан на рассмотрение в патентное бюро. В этом же году благодаря участию в новом акселераторе мы смогли найти первого инвестора и получили средства на развитие.
Развитие
Сейчас мы работаем уже не в вузовской лаборатории, а в отдельном помещении, в которое закуплено необходимо оборудование. Здесь в 2019 году удобрение начали производить в промышленных масштабах - около 5 тонн в месяц.
Сейчас проводим опыты на полях нашего заказчика. Ведется работа над сбором статистики по разным культурам, которая должна быть закончена в следующем году. Пока мы ориентируемся, преимущественно, на закрытый грунт, поскольку, как я уже отметил, те, кто занимаются открытым, либо могут себе позволить восстанавливать почву за счет смены полей, либо не нуждаются в таком частом внесении удобрении. Поэтому пока рынок для нас представляется малоперспективным.
Главное, что нам удалось сделать — это подтвердить эффективность нашего состава на открытом и закрытом грунте в условиях сурового пермского климата. Мы добились регенерации почвы на уровне 90%, то есть, как при внесении классических удобрений.
Технологией уже заинтересовалась госкомпания из Беларуси, там ждут только сводных статистических данных, которые будут представлены в следующем году.
Фото: thriftyfun.com, leafly.com
Комментарии отсутствуют