RESEARCH ON THE PRODUCTION PROCESS OF SAPROPEL-BASED GRANULAR FERTILIZER
Abstract
Organic fertilizers, which minimize harmful effects and stabilize or even increase the humus content, have a positive effect on the soil. Among various organic fertilizers, sapropel-based fertilizers have a positive effect on the soil. It is also recommended to use organo-mineral fertilizers containing sapropel and mineral components of natural minerals. Such fertilizers ensure healthy development of plants during cultivation. The granules of such fertilizers should have a spherical shape, which allows them to be applied to the soil with traditional machines. With the help of combined granulator-dryer it is possible to produce granules from organo-mineral raw materials quickly and with high quality. In the article the production process of granulated fertilizers on the basis of highly organic sapropel is studied and the design of a machine for its implementation is proposed. As a raw material for the production of fertilizers it is proposed to use organic sapropel, which is naturally dehydrated to a moisture content of 77–80%. On the basis of the literature analysis, a scheme of a machine for the production of granulated fertilizers (dryer-granulator) was proposed and its production process was reproduced in laboratory conditions. Contact and convective drying methods with preliminary grinding and rolling of raw materials were used to form spherical fertilizer granules. These processes are proposed to be carried out simultaneously in a drum drying chamber with a cascade drying and grinding nozzle. During a complex of experimental studies of the characteristics of fertilizer granules, their fractional composition, moisture content, strength and density were determined. The proposed method of obtaining organo-mineral fertilizers is promising, but requires further research into the use of various types of mineral components from local deposits in the granules, as well as the mechanism of influence of these fertilizers on the yield of agricultural crops and soil properties.
References
Flint, A. L., & Flint, L. E. (2002). Particle density. In J. H. Dane, G. C. Topp (Eds.), Methods of Soil Analysis, Part 4, Physical Methods (pp. 229-240). https://doi.org/10.2136/sssabookser5.4.c10
Gageanu, I., Voicu, G., Bunduchi, G., & Bracacescu, C. (2016). Еxperimental research on the process of pelleting salix viminalis depending on humidity and granulation. In Engineering for Rural Development. Jelgava, Latvia (pp. 624-628).
Jotautiene, E., Mieldazys, R., Gaudutis, A., & Aboltins, A. (2021). Granulation of poultry manure and biochar for production of organic fertilizers. In Engineering for Rural Development. Jelgava, Latvia (pp. 431-436). https://doi.org/10.22616/ERDev.2021.20.TF091
Krutyakova, V., Pylyak, N., Nikipelova, O., Bulgakov, V., Rucins, A., & Beloev, H. (2021). Research on the technology of obtaining biofertilizers based on sewage sludge. In Engineering for Rural Development. Jelgava, Latvia (pp. 1080-1087). https://doi.org/10.22616/ERDev.2021.20.TF234
Tsiz, I., & Homich, S. (2013). Experimental research of working process of pneumatic intake device for sapropel extraction. INMATEH – Agricultural Engineering, 40(2), 67-72.
Tsiz, I., Khomych, S., Didukh, V., & Yukhymchuk, S. (2023). Study of dehydration of organic sapropel by compression method. In Engineering for Rural Development. Jelgava, Latvia (pp. 173-178). https://doi.org/ 10.22616/ERDev.2023.22.TF033
Vincevica-Gaile, Z., Stankevica, K., Irtiseva, K., Shishkin, A., Obuka, V., Celma, S., Ozolins, J., & Klavins, M. (2019). Granulation of fly ash and biochar with organic lake sediments – A way to sustainable utilization of waste from bioenergy production. Biomass and Bioenergy, 125, 23-33. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2019.04.004
Балюк, С. А., Медведєв, В. В., Воротинцева, Л. І., & Шимель, В. В. (2017). Сучасні проблеми деградації ґрунтів і заходи щодо досягнення нейтрального її рівня (Modern problems of soil degradation and measures to achieve a neutral soil level). Вісник аграрної науки, 95(8), 5-11. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201708-01
Білецький, В. С. (2004). Мала гірнича енциклопедія (Small mining encyclopedia). Донецьк: Донбас.
Бомба, М. Я. (2001). Проблеми родючості ґрунтів: стан і перспективи відновлення у ХХІ столітті (Problems of soil fertility: state and prospects of recovery in the 21st century). Сільський господар, 9-10, 20-23.
Булік, Ю. В. (2005). Обґрунтування процесу і параметрів механізму для добування сапропелю (Justification of the process and parameters of the mechanism for extracting sapropel) [Дис. канд. техн. наук]. Луцький державний технічний університет, Луцьк.
Дем’янюк, О. С., Коніщук, В. В., Мусич, О. Г., Симочко, Л. Ю., & Мостовʼяк, І. І. (2022). Аналіз запасів сапропелю в Україні як альтернативної сировини органічних добрив (Analysis of sapropel reserves in Ukraine as an alternative raw material for organic fertilizers). Збалансоване природокористування, 2, 73-84. https://doi.org/10.33730/2310-4678.2.2022.261252
Дідух, В. Ф., Бабарика, С. Ф., Заїкін, М. М., & Гевко, І. Б. (2009). Результати експериментальних досліджень технологічного процесу поверхневого внесення сапропелів в ґрунт (Results of experimental studies of the technological process of surface introduction of sapropels into the soil). Вісник ХНТУСГ ім. П. Василенка, 78, 76-78.
Дідух, В. Ф., Кужель, Е. В., Шум, Г. А., & Шум, М. А. (2001). Гранулятор (Granulator). Патент України 982. Київ: Державний департамент інтелектуальної власності.
Єрмоленко, В. О. (2002). Біологічно активні добрива (Biologically active fertilizers). К.: НВЦ СТ «Вибір».
Закон України. (2018). Про основні принципи та вимоги до органічного виробництва, обігу та маркування органічної продукції (About the basic principles and requirements for organic production, circulation and labeling of organic products) (від 10 липня 2018 р., № 2496-VIII).
Крутякова, В. І., Пиляк, Н. В., & Нікіпелова, О. М. (2022). Оптимізована технологія отримання біодобрив на основі осадів стічних вод. Вісник аграрної науки, 1(826), 50-56. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk202201-07
Кузнєцова, Т. О. (1992). Вдосконалення технології внесення сапропелю з метою підвищення родючості ґрунтів в умовах Західного Полісся України (Improvement of sapropel introduction technology in order to increase soil fertility in the conditions of the Western Polissia of Ukraine) [Дис. канд. техн. наук]. УПВГ, Рівне.
Мольчак, Я. О., Мельнійчук, М. М., Андрощук, І. В., & Заремба, В. М. (1998). Деградація ґрунтів та шляхи підвищення їх родючості (Degradation of soils and ways of increasing their fertility). Луцьк: Настир’я.
Рубан, О. А. та ін. (2015). Сучасні фармацевтичні технології (Modern pharmaceutical technologies). Харків: Вид-во НФаУ.
Техноімпорт. (n.d.). Гранулятори і екструзійне обладнання (Granulators and extrusion equipment). Retrieved May 15, 2024, from https://technoimport.uaprom.net/ua/g6175892-granulyatory-ekstruzionnoe-oborudovanie/page_2
Тихонов, О. І., & Богдан, Н. С. (2015). Технологія виготовлення гранул для місцевого лікування виразки шлунку та дванадцятипалої кишки (Production technology of granules for local treatment of gastric and duodenal ulcers). В Інформаційний лист про нововведення в системі охорони здоров’я. Випуск 8 з проблеми «Фармація», 124. К.: Укрмедпатентінформ.
Хомик, Н. І., Ткаченко, І. Г., & Довбуш, А. Д. (2022). Машини та обладнання для тваринництва (Machinery and equipment for animal husbandry). Тернопіль: ФОП Паляниця В. А.
Хомич, С. М., & Голій, О. В. (2012). Аналіз механізму впливу сапропелю на родючість ґрунтів (Analysis of the mechanism of sapropel influence on soil fertility). Сільськогосподарські машини, 22, 229-236.
Хомич, С. М., & Цизь, І. Є. (2013). Дослідження фізичних властивостей сапропелю (Study of the physical properties of sapropel). Сільськогосподарські машини, 26, 124-134.
Хомич, C. М., Цизь, І. Є., Сацюк, В. В., & Павлік, В. А. (2021). Удосконалення технології виробництва сапропелевих добрив. Сільськогосподарські машини, 46, 104-110. https://doi.org/10.36910/acm.vi46.497
Цизь, І. Є., Дідух, В. Ф., Величко, В. Л., & Грабовець, В. В. (2005). Барабанна сушарка-гранулятор (Drum dryer-granulator). Патент України 7797. Київ: Державний департамент інтелектуальної власності.
Черно, О. Д., & Рассадіна, І. Ю. (2019). Методичні поради до виконання практичних завдань з курсу «Система застосування добрив» студентами спеціальності 201 «Агрономія» (Methodical advice for the performance of practical tasks from the course «Fertilizer application system» by students of specialty 201 «Agronomy»). Умань: Уманський національний університет садівництва.
Шевчук, М. Й. (1996). Сапропелі України: запаси, якість та перспективи використання (Sapropel of Ukraine: reserves, quality and prospects of use). Луцьк: Надстир’я.
