Разработка и описание изобретения переработки опасного производственного отхода «Способ промышленной переработки золы лузги подсолнечника» патент на изобретение № 264697

XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Разработка и описание изобретения переработки опасного производственного отхода «Способ промышленной переработки золы лузги подсолнечника» патент на изобретение № 264697

Сидоров Л.Л. 1
1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение гимназия №14 имени первого лётчика-космонавта Юрия Алексеевича Гагарина города Ейска муниципального образования Ейский район
Гаврилов С.А. 1Брацславская Е.В. 1
1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение гимназия №14 имени первого лётчика-космонавта Юрия Алексеевича Гагарина города Ейска муниципального образования Ейский район
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение.

Изобретение: решение технической задачи, относящееся к материальному объекту, продукту, или процессу осуществления действий над материальным объектом с помощью материальных средств.

Техническое творчество - вид деятельности учащихся одна из важнейших составляющих человеческой культуры направлено на создание новых, более эффективных средств производства, относящихся к разновидностям технического творчества, являющихся изобретательством, рационализаторством, проектированием, конструированием ...

За последние десятилетия в РФ достойными темпами развивается маслодобывающая и маслоперерабатывающая отрасль. В период с 1995 по 2020 на территории Российской Федерации вводится в эксплуатацию завод по переработке маслосемян подсолнечника, при переделе маслосемян кроме востребованной продукции образуется опасные производственные отходы.

В настоящей научно-исследовательской работе автором описывается запатентованный способ переработки опасного производственного отхода масложировой отрасли золы лузги подсолнечника, данный способ позволяет применить в промышленности изобретение «Способ промышленной переработки золы лузги подсолнечника» патент на изобретение № 264697.

Актуальность: научный поиск решения проблемы переработки и нейтрализации опасного производственного отхода масложировой отрасли золы лузги подсолнечника, упразднение негативного воздействия на окружающую среду от захоронения данного отхода на полигонах уничтожения (свалках).

Рассмотрение степени научной разработанности проблемы:

- автором проведено изучение ряда существующих изобретений переработки золы лузги подсолнечника: (RU2572876, 2016) [1]; (CN104591197, 2015) [2]; (RU2252819, 2005) [3]; (RU2601925) [4], иные источники. Недостатком данных способов является отсутствие возможности производства водного щелочного раствора требуемого качества из опасного отхода золы лузги подсолнечника.

Цель:

Разработать, описать и запатентовать технологический способ переработки опасного производственного отхода масложировой отрасли золы лузги подсолнечника.

Задачи:

Задача №1.Изучить возможность промышленной переработки опасного производственного отхода золы лузги подсолнечника;

Задача №2.Изучить возможность производства водного щелочного раствора из золы лузги подсолнечника, описание изобретения.

Гипотеза:

Применение естественных химических свойств опасного производственного отхода золы лузги подсолнечника с целью производства водного щелочного раствора и многофункционального очищенного и вымытого осадочного вещества.

Новизна исследования:

Автором описано и запатентовано изобретение «Способ промышленной переработки золы лузги подсолнечника» патент №2648697 [5].

Объект исследования:

Опасный производственный отход зола лузги подсолнечника, которая относятся к четвёртому классу опасности производственных отходов.

Предмет исследования:

Химические свойства опасного производственного отхода золы лузги подсолнечника и отработанного фильтровального порошка.

Методы исследования:

1) Выщелачивание золы лузги подсолнечника водой при разных соотношениях воды и золы лузги подсолнечника.

2) Выщелачивание золы лузги подсолнечника водой при разных соотношениях воды и золы лузги подсолнечника и при разных температурных режимах.

Основная часть.

Глава I. Способ промышленной переработки золы лузги подсолнечника.

Изучение возможности производства водного щелочного раствора из золы лузги подсолнечника.

В теоретическую основу переработки опасных отходов промышленного производства золы лузги подсолнечника заложены естественные свойства отходов, в частности: растворение золы подсолнечной лузги водой Н2О (растворение щелочей, солей и иных водорастворимых веществ).

Результатом растворения золы лузги подсолнечника, является образование двух фракции, в частности: жидкая (водный щелочной раствор) и нерастворимая твёрдая фракция (осадок) – (многофункциональное очищенное и вымытое осадочное вещество). На фото 1, и фото 2 представлены эпизоды опытов по производству водного щелочного раствора из золы лузги подсолнечника.

Фото 1. Определение навески золы

Фото 2. Определение рН среды

   

В концепцию переработки опасных произведённых отходов золы лузги подсолнечника заложены химические свойства указанных отходов масложировой отрасли, данные отходы относятся к 4-му классу опасности.

Автором проводились опыты с получением водного щелочного раствора из золы лузги подсолнечника имеющие качественные показатели рН среды, в частности: 09,50; 11.70; 13,80, другие качественные показатели.

Срез статистических данных утилизации золы лузги подсолнечника.

В качестве примера приводится информация в таблице №1 сколько в течении года рядом предприятий масложировой отрасли вывозится на полигон уничтожения золы лузги подсолнечника которая относится к четвёртому классу опасности отхода промышленного производства. Таблица 1

П/№

Название региона РФ и предприятия

Аграрный год

Масса вывезенной золы лузги подсолнечника на свалку, тонн

1

Оренбургская область, «Сорочинский МЭЗ».

2018 - 2019

1 673.00

4

Воронежская область, ООО «Аквилон» МЭЗ.

2018 - 2019

1 156.00

5

Итого в течении года по двум заводам:

2018 - 2019

1673.0+1156.0 =2829.00 тонны в год.

Информация:

В 2018 году в Российской Федерации выращено и убрано порядка 11,5 миллион тонн маслосемян подсолнечника.

Примерный выход лузги подсолнечника при переделе маслосемян составляет значение порядка 16% или что соответствует массовому значению произведённой лузги подсолнечника около 1.84 миллион тонн.

Лузга подсолнечника является прекрасным энергоносителем и при её сжигании образуется порядке двух процентов от сжигаемой массы лузги золы лузги подсолнечника.

Элементарный расчёт показывает:

При сжигании в течении года 1.84 миллионов тонн лузги подсолнечника образуется масса золы примерно 36.8 тысяч тонн или в понимании около 613 железнодорожных выгонов вывезено на полигон захоронения в РФ за аграрный год.

Критическое осмысление предлагаемого способа переработки золы лузги подсолнечника.

Критическое осмысление излагаемого материала основано на сопоставлении и сравнении разных способов (технологий, методик) переработки опасного отхода масложировой промышленности золы лузги подсолнечника.

Автором проведено изучение ряда существующих изобретений переработки промышленного отхода золы лузги подсолнечника: 1) В работе описывается технология производства строительной смеси с использованием золы подсолнечника лузги (RU2572876, 2016 г.) [1]; 2) В патенте на изобретение описывается способ получения водорастворимых силикатов (CN104591197, 2015) [2]; 3) Патент на изобретение (RU 2252819, 2005) Способ утилизации лузги подсолнечной, с получением сорбента [3]; 4) Патент на изобретение (RU2601925, 2016) описан способ выщелачивания золы [4], иные источники.

Результатом проведённого анализа изложенной информации в источниках [1]-[4] переработки отхода золы лузги подсолнечника, является понимание: возможности, актуальности и целесообразности переработки данного отхода.

Предлагаемый автором способ несёт новизну изобретения.

Аналогов, в которых была бы описана предлагаемая технология производства водного раствора щелочей из золы образованной от сжигания лузги подсолнечника в уровне техники не обнаружено.

Оформление авторского права на изобретение. Авторами разработан описан и получен патент на изобретение «Способ промышленной переработки золы лузги подсолнечника». В приложении №1 представлена патентная грамота.

Статус патента на изобретение авторов: действующий.

Срок действия исключительного права на изобретение №2648697 до 26 июля 2037 года.

Вывод к главе №I.

Автором решена поставленная задача №1. Автором описано и запатентовано изобретение «Способ переработки опасного производственного отхода золы лузги подсолнечника». Патент на изобретение № 2648697.

Глава II. Лабораторные изыскания производства водного щелочного

раствора из золы лузги подсолнечника, описание изобретения

Лабораторные опыты, получения водного щелочного раствора из золы лузги подсолнечника.Наиболее близким к заявляемому способу является способ регенерации отработанного фильтрующего материала, получаемого при очистке подсолнечного масла от восков, заключающийся в том, что разделяют отработанный фильтрующий материал (перлит, кизельгур или порошковую целлюлозу) на регенерированный фильтрующий материал и регенерированное подсолнечное масло, обогащенное восками, при этом через неподвижный слой отработанного фильтрующего материала, помещенного на сетку с размерами ячеек не более 0,15 мм, пропускают органический растворитель - метилендихлорид (CH2Cl2), причем температура слоя материала и проходящего через него метилендихлорида составляет не ниже 35°C, и последующую отгонку остаточного метилендихлорида из слоя материала проводят при водной влажности материала не менее 5% масс. (RU 2488425 С2, МПК7 B01D 41/02, C11B 3/10, опублик. 27.07.2013).Основными недостатками этого способа является:- при отгонке растворителя от обезжиренного фильтрующего порошка при температуре 105°C в присутствии воды метилендихлорид частично гидролизуется, при этом выделяется газообразный хлор и хлористый водород, вызывающие коррозию оборудования, создающие опасность для окружающей среды и способные взаимодействовать с ненасыщенными компонентами масла, образовывая хлорпроизводные соединения;- способ не позволяет полностью удалять из отработанного фильтрующего порошка воски и другие высокоплавкие компоненты масла, поскольку метилендихлорид имеет высокую полярность (диэлектрическая проницаемость ε=8,29 при 40°C) и температуру кипения в два раза ниже (40,1°C), чем температура плавления восков (72-89°C).

 

Усредненный состав золы, %:

CaO = 24,94 SiO2 = 2,01

MgO = 15,06 P2O5 = 7,70

K2O = 33,32 Na2O = 1,72

 

Информация по удельному составу золы лузги подсолнечника представлена на рисунке 1. Рисунок 1

Техническим результатом предлагаемого

Известен способ очистки растительных масел от восков, включающий вымораживание масла с добавлением вспомогательных фильтровальных порошков, выдержку масла при низкой температуре, отделение от очищенного растительного масла отработанного фильтровального порошка с воскосодержащим осадком, регенерацию отработанного фильтровального порошка, которую осуществляют в электромагнитном поле сверхвысокой частоты СВЧ с частотой излучения 2450 МГц, удельной мощностью 800-1000 Вт/кг в течение 8-15 мин с одновременным воздействием ультразвуком удельной мощностью 15-17 Вт/см2 с частотой колебаний 60-80 кГц, а затем его разделяют путем центрифугирования на воскосодержащий жировой продукт и регенерированный фильтровальный порошок для повторного использования последнего (RU 2523490 С1, опублик. 20.07.2014, МПК C11B 3/00).

Основным недостатком способа является то, что способ не позволяет достигнуть полного обезжиривания фильтровального порошка, поскольку после обработки порошка УЗ и СВЧ полями и центрифугирования содержание нейтрального масла в регенерируемом фильтровальном порошке снижается только до 3-5%, а содержание восковых веществ возрастает с 4-7% до 11-19%. Регенерированный фильтровальный порошок с таким высоким содержанием жира обладает пирофорными свойствами и не может утилизироваться, как отходы V класса.

Известен способ безотходной утилизации отработанных диатомитовых (кизельгуровых) и перлитовых фильтровальных порошков, используемых при производстве рафинированных растительных масел (RU 2347805 С2 МПК C11B 3/00 опубл. 10.03.2008). Способ включает в себя предварительное частичное отделение жировосковой смеси путем перемешивания отработанного порошка с маслом при температуре 90-110°C и фильтрации полученной суспензии на фильтрпрессе под давлением. Затем частично очищенный фильтровальный порошок подвергается экстрагированию с использованием в качестве экстрагента изопропилового спирта, что позволяет доводить остаточную масличность фильтровальных порошков до значений 0,2-2,0%.

Данный способ сложный, поскольку многостадийный и дорогостоящий, требует значительных затрат на специальное экстракционное оборудование из-за пожароопасности процесса. Не позволяет надежно достигнуть полного обезжиривания отработанного фильтровального порошка.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ регенерации отработанного фильтрующего материала, получаемого при очистке подсолнечного масла от восков, заключающийся в том, что разделяют отработанный фильтрующий материал (перлит, кизельгур или порошковую целлюлозу) на регенерированный фильтрующий материал и регенерированное подсолнечное масло, обогащенное восками, при этом через неподвижный слой отработанного фильтрующего материала, помещенного на сетку с размерами ячеек не более 0,15 мм, пропускают органический растворитель - метилендихлорид (CH2Cl2), причем температура слоя материала и проходящего через него метилендихлорида составляет не ниже 35°C, и последующую отгонку остаточного метилендихлорида из слоя материала проводят при водной влажности материала не менее 5% масс. (RU 2488425 С2, МПК7 B01D 41/02, C11B 3/10, опублик. 27.07.2013).

Основными недостатками этого способа является:

- при отгонке растворителя от обезжиренного фильтрующего порошка при температуре 105°C в присутствии воды метилендихлорид частично гидролизуется, при этом выделяется газообразный хлор и хлористый водород, вызывающие коррозию оборудования, создающие опасность для окружающей среды и способные взаимодействовать с ненасыщенными компонентами масла, образовывая хлорпроизводные соединения;

- способ не позволяет полностью удалять из отработанного фильтрующего порошка воски и другие высокоплавкие компоненты масла, поскольку метилендихлорид имеет высокую полярность (диэлектрическая проницаемость ε=8,29 при 40°C) и температуру кипения в два раза ниже (40,1°C), чем температура плавления восков (72-89°C).

Техническим результатом предлагаемого

Известен способ очистки растительных масел от восков, включающий вымораживание масла с добавлением вспомогательных фильтровальных порошков, выдержку масла при низкой температуре, отделение от очищенного растительного масла отработанного фильтровального порошка с воскосодержащим осадком, регенерацию отработанного фильтровального порошка, которую осуществляют в электромагнитном поле сверхвысокой частоты СВЧ с частотой излучения 2450 МГц, удельной мощностью 800-1000 Вт/кг в течение 8-15 мин с одновременным воздействием ультразвуком удельной мощностью 15-17 Вт/см2 с частотой колебаний 60-80 кГц, а затем его разделяют путем центрифугирования на воскосодержащий жировой продукт и регенерированный фильтровальный порошок для повторного использования последнего (RU 2523490 С1, опублик. 20.07.2014, МПК C11B 3/00).

Основным недостатком способа является то, что способ не позволяет достигнуть полного обезжиривания фильтровального порошка, поскольку после обработки порошка УЗ и СВЧ полями и центрифугирования содержание нейтрального масла в регенерируемом фильтровальном порошке снижается только до 3-5%, а содержание восковых веществ возрастает с 4-7% до 11-19%. Регенерированный фильтровальный порошок с таким высоким содержанием жира обладает пирофорными свойствами и не может утилизироваться, как отходы V класса.

Известен способ безотходной утилизации отработанных диатомитовых (кизельгуровых) и перлитовых фильтровальных порошков, используемых при производстве рафинированных растительных масел (RU 2347805 С2 МПК C11B 3/00 опубл. 10.03.2008). Способ включает в себя предварительное частичное отделение жировосковой смеси путем перемешивания отработанного порошка с маслом при температуре 90-110°C и фильтрации полученной суспензии на фильтрпрессе под давлением. Затем частично очищенный фильтровальный порошок подвергается экстрагированию с использованием в качестве экстрагента изопропилового спирта, что позволяет доводить остаточную масличность фильтровальных порошков до значений 0,2-2,0%.

Данный способ сложный, поскольку многостадийный и дорогостоящий, требует значительных затрат на специальное экстракционное оборудование из-за пожароопасности процесса. Не позволяет надежно достигнуть полного обезжиривания отработанного фильтровального порошка.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ регенерации отработанного фильтрующего материала, получаемого при очистке подсолнечного масла от восков, заключающийся в том, что разделяют отработанный фильтрующий материал (перлит, кизельгур или порошковую целлюлозу) на регенерированный фильтрующий материал и регенерированное подсолнечное масло, обогащенное восками, при этом через неподвижный слой отработанного фильтрующего материала, помещенного на сетку с размерами ячеек не более 0,15 мм, пропускают органический растворитель - метилендихлорид (CH2Cl2), причем температура слоя материала и проходящего через него метилендихлорида составляет не ниже 35°C, и последующую отгонку остаточного метилендихлорида из слоя материала проводят при водной влажности материала не менее 5% масс. (RU 2488425 С2, МПК7 B01D 41/02, C11B 3/10, опублик. 27.07.2013).

Основными недостатками этого способа является:

- при отгонке растворителя от обезжиренного фильтрующего порошка при температуре 105°C в присутствии воды метилендихлорид частично гидролизуется, при этом выделяется газообразный хлор и хлористый водород, вызывающие коррозию оборудования, создающие опасность для окружающей среды и способные взаимодействовать с ненасыщенными компонентами масла, образовывая хлорпроизводные соединения;

- способ не позволяет полностью удалять из отработанного фильтрующего порошка воски и другие высокоплавкие компоненты масла, поскольку метилендихлорид имеет высокую полярность (диэлектрическая проницаемость ε=8,29 при 40°C) и температуру кипения в два раза ниже (40,1°C), чем температура плавления восков (72-89°C).

Техническим результатом предлагаемого

В качестве исходного материала для производства водного щелочного раствора требуемого качества применялась зола лузги подсолнечника, выработанная в разных регионах РФ на разных предприятиях, так в частности: ООО «СМЭЗ» Оренбургская обл.; ОАО «УМЭЗ» Волгоградская обл.; ООО ГК «Благо МЗ» Краснодарский край.

Серия опытов, производства водного щелочного раствора из золы лузги подсолнечника.

Опыт №1: анализ изменения рН среды полученного водного раствора щёлочи из золы лузги подсолнечника в соотношении пропорций золы и подготовленного водного растворителя (на сто грамм золы используется пятьсот миллилитров водного растворителя – воды Н2О), в зависимости от изменения температуры водного растворителя (Н2О), при одинаковом времени смешивания золы и водного растворителя и одинаковом времени отстаивания раствора.

Цель опыта №1: понимание как изменяется рН среды щелочного раствора от изменения температуры подаваемого водного растворителя в ёмкость при смешивании водного растворителя с золой лузги подсолнечника. Шаг изменения температуры в 200С.

Результат опыта №1: изменение температуры растворителя и температуры раствора в диапазоне от +50С до +950С на изменение значения рН среды не влияет. Значение рН среды постоянно в величине 11.70.

Вывод к опыту №1: при одинаковом времени смешивания и отстаивания, при равном количестве золы и растворителя значении «рН» водного щелочного раствора не изменяется в независимости от температуры растворителя.

Итог опыта №1: автором достигнуто понимание как изменяется рН среды щелочного раствора от изменения температуры подаваемого водного растворителя в ёмкость при смешивании водного растворителя с золой. Шаг изменения температуры в 200С. Результат опытов №1, представлен в таблице №1. Таблица №1

№/

П

Количество золы, грамм*

Количество водного растворителя Н2О, миллилитр**

Температура, водного раствора, 0С

Раствор щелочи,

рН среды

1

100.0 (+/-1.00)

500.00 (+/-1.00)

+ 5.00 (+/-1.00)

11.70 (+/-0.10)

2

100.0 (+/-1.00)

500.00 (+/-1.00)

+ 25.00 (+/-1.00)

11.70 (+/-0.10)

3

100.0 (+/-1.00)

500.00 (+/-1.00)

+ 55.00 (+/-1.00)

11.70 (+/-0.10)

4

100.0 (+/-1.00)

500.00 (+/-1.00)

+ 75.00 (+/-1.00)

11.70 (+/-0.10)

5

100.0 (+/-1.00)

500.00 (+/-1.00)

+ 95.00 (+/-1.00)

(+/-0.10)

Примечание: 1. «*» масса золы в количестве 100 грамм соответствует объёму в размере порядка 250 миллилитров. 2. «**» в качестве подготовленного водного раствора автором применялась вода питьевая, отвечающая требованиями действующего стандарта: Вода питьевая ГОСТ Р 51232 – 98.

Опыт №2: анализ изменение рН среды полученного водного раствора щелочей из золы лузги подсолнечника в различных соотношениях пропорций золы и водного растворителя (Н2О), при одинаковом времени смешивания и отстаивания.

Цель опыта №2: понимание как изменяется рН среды щелочного раствора от изменения дозировки золы и изменении количества подаваемого водного растворителя, при одинаковой температуре и времени перемешивания. Шаг увеличения дозировки золы в 50 грамм. Шаг уменьшения дозировки растворителя 100 миллилитров.

Результат опыта №2: изменение массы золы составляло от 50 грамм до 200 грамм (шаг изменения 50 грамм); изменение растворителя от 600 миллилитров до 300 миллилитров (шаг изменения 100 миллилитров) в таблице №3 представлен результат четырех опытов; рН среды (09.50, 11.70, 13.80, 14.50).

Результат опыта №2, представлен в таблица №2. Таблица №2

№/

П

Количество золы,

грамм

Количество водного раствора,

миллилитр

Температура, водного растворителя, 0С

Раствор щелочи,

рН

1

50.0 (+/-0.10)

600.0 (+/-0.10)

+ 25.0 (+/-0.10)

09.5 (+/-0.10)

2

100.0 (+/-0.10)

500.0 (+/-0.10)

+ 25.0 (+/-0.10)

11.7 (+/-0.10)

3

150.0 (+/-0.10)

400.0 (+/-0.10)

+ 25.0 (+/-0.10)

13.8 (+/-0.10)

4

200.0 (+/-0.10)

300.0 (+/-0.10)

+ 25.0 (+/-0.10)

14.5 (+/-0.10)

Вывод к опыту №2: при одинаковых условиях смешивания, отстаивания водного раствора золы, отсутствии теплового и электрического воздействия на водный раствор золы достигается получение водного раствора щелочей требуемого значения рН среды.

Итог опыта №2: автором достигнуто понимание как изменяется рН среды щелочного раствора от изменения дозировки золы и изменении количества подаваемого водного растворителя. при одинаковой температуре и времени перемешивания.

Опыт №3: анализ изменение рН среды полученного водного раствора щёлочи в при следующих условиях: температура водного растворителя +250С (результат опыта №1); пропорция золы 150 грамм на 400 миллилитров водного растворителя (результат опыта №2); многократная промывка осадка золы после первого отделения полученного щелочного раствора; при постоянной дозировке одинакового количества подготовленного водного раствора в количестве 400 миллилитров; при одинаковой температуре, при одинаковом времени смешивания и отстаивании щелочного раствора.

Результат опытов представлен в таблице №3.

Таблица №3

/

П***

Масса золы 150,

грамм*

Количество водного раствора, миллилитр**

Температура, водного раствора,

0С

Значение

«рН» среды

1

1-е растворение массы

400.00

25.00

13.80

2

2-е растворение осадка

400.00

25.00

13.20

3

3-е растворение осадка

400.00

25.00

11.90

4

4-е растворение осадка

400.00

25.00

10.60

5

5-е растворение осадка

400.00

25.00

09.20

6

6-е растворение осадка

400.00

25.00

08.60

Примечание: 1. «*» масса золы в количестве 100 грамм соответствует объёму в размере порядка 250 миллилитров. 2. «**» в качестве подготовленного водного раствора автором применялась вода питьевая, отвечающая требованиями действующего стандарта: Вода питьевая ГОСТ Р 51232 – 98. 3. «***» порядковый номер промывки (выщелачивании) золы лузги подсолнечника.

Цель опыта №3: понимание как изменяется значение рН среды водного щелочного раствора при повторной и следующей промывке осадка золы лузги подсолнечника после первого отделения из ёмкости полученного водного раствора щелочей при первой промывке (выщелачивании).

Вывод к опыту №3: из одной массы золы, принятой в технологический процесс производства водного щелочного раствора, при одинаковых технологических условиях получается произвести нужное количество водного раствора щелочей заданной рН среды, не менее шести раз со значением рН среды в диапазоне от 13.80 до 8.60.

Результат опыта №3: изменение значения рН среды при очередном растворении составляет диапазон от 0.60 до 1.40 в значении от 08.60 до 13.80 рН среды.

Итог опыта №3: автором достигнуто понимание как изменяется рН среды водного щелочного раствора при повторной и следующей промывке (выщелачивании) осадка (золы лузги подсолнечника после первого отделения из ёмкости полученного водного раствора щелочей при первой и последующей промывке (выщелачивании).

Молекулярный состав щёлочи полученной из золы лузги подсолнечника, представлен на рисунке 2.

Рисунок 2

Эпизоды лабораторных изысканий автора научно-исследовательской работы.

Опредение навески и натуральной массы

Производство водного щелочного раствора

Определение рН среды водного щелочного р-ра

     
     

Описание формулы изобретения к патенту РФ №2648697.

Природой образования золы подсолнечной лузги на промышленном предприятии является технологическая операция сжигания лузги подсолнечника с целью производства тепловой энергии. Место где вырабатывается и собирается опасный отход производства зола лузги подсолнечника является котельная предприятия. При технологической чистке котла обязующаяся зола удаляется из котла и собирается в накопительный бункер при котельной.

Собранная зола направляется на дальнейшие технологические операции переработки и производства из золы водных растворов щелочей К2СО3 (средняя соль калия) и много функционального очищенного и вымытого осадочного вещества.

Важно: указанные конечные продукты передела маслосемян и не являются отходами производства в случае их переработки с получением конечного продукта.

Формула изобретения:

1. Способ промышленной переработки золы лузги подсолнечника с получением водного раствора щелочи и выщелоченной золы лузги подсолнечника, состоящий, как минимум, из двух технологических этапов, в процессе которых на первом этапе в технологическую емкость подают воду в количестве, соответствующем обрабатываемому количеству золы лузги подсолнечника, загружают это количество золы в технологическую емкость при постоянном перемешивании, по окончании загрузки золы продолжают перемешивание полученной смеси в течение времени, рассчитанного исходя из соотношения: на каждые одну-полторы тонны сухой золы время перемешивания 40 - 50 минут, по окончании перемешивания полученную смесь отстаивают в течение времени, определяемого расчетом по соотношению: на каждые одну-полторы тонны золы время отстаивания 2-4 часа; после окончания отстаивания образовавшийся готовый водный раствор щелочи сливают из технологической емкости, а осадок выгружают из нее для использования его на следующем технологическом этапе, в процессе которого осадок загружают при постоянном перемешивании в другую технологическую емкость, предварительно заполненную водой, после окончания загрузки перемешивание прекращают и отстаивают полученную смесь в зависимости от первоначального количества сухой золы, из которой получен осадок, из расчета 2 – 4 часа на одну-полторы тонны золы, по завершении отстаивания получают осадок и водный раствор щелочи, который сливают из второй технологической емкости, а осадок в виде выщелоченной золы лузги подсолнечника выгружают из технологической емкости и высушивают с получением готовой выщелоченной золы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что технологическую емкость перед подачей в нее воды промывают водой или водным раствором щелочи.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что готовый водный раствор щелочи сливают из технологической емкости через верхний разгрузочный кран, направляя через полировочный фильтр в емкость для готового продукта.

Оформление авторского права на изобретение.

Автором разработано и описано изобретение «Способ промышленной переработки золы лузги подсолнечника», 26.07.2017 подана заявка на получение патента на изобретение №2017126894.

В приложении №1 представлена копия патентной грамоты на изобретение №2648697 «Способ промышленной переработки золы лузги подсолнечника».

Статус изобретения: действующий.

Срок действия исключительного права на изобретение №2648697 «Способ промышленной переработки золы лузги подсолнечника» до 26 июля 2037 года.

Вывод к главе №II.

Проведённые автором серии опытов производства водного щелочного раствора из золы лузги подсолнечника при разных исходных данных показывают на возможность производства водного щелочного раствора с требуемым значением рН среды.

Автором описана формула к изобретению «Способ переработки золы лузги подсолнечника», опасного производственного отхода. Патент на изобретение № 2648697.

Заключение.

В настоящем научно-исследовательской работе автором решены сформулированные задачи и достигнута поставленная цель.

Основные достижения: 1) Автором описан патент на изобретение №2648697 «Способ промышленной переработки золы лузги подсолнечника. 2) Подтверждена сформулированная гипотеза. 3) Достигнута поставленная цель.

Итоговый вывод: успешно проведены лабораторные исследования на производственных предприятиях по производству водного щелочного раствора требуемого качества из опасного производственного отхода золы лузги подсолнечника и многофункциональное очищенное и вымытое осадочное вещество.

Рекомендация: применения в промышленности описанного изобретения, способа по производствуводного щелочного раствора требуемого качества из опасного производственного отхода золы лузги подсолнечника и многофункциональное очищенное и вымытое осадочное вещество.

Основным достижением настоящей исследовательской работы, является возможность эффективно перерабатывать опасные производственный отход, золу лузги подсолнечника.

Предлагаемый способ позволяет:

- применить природоподобную, безотходную технологию производства водного раствора щёлочи, из опасного производственного отхода золы лузги подсолнечника, с последующим производством солиК2СО3 и многофункционального очищенного и вымытого осадочного вещества.

- производить водный раствор щёлочи и соли К2СО3 с целью использования данных продуктов на нужды основного производства;

- исключить необходимость и актуальность в создании на огромных территориях мест захоронения золы лузги (опасного отхода).

В настоящее время ряд предприятий химической и масложировой отрасли рассматривают описанную технологию с целью внедрения в практику.

Библиографический список.

Патенте на изобретение описывающий способ (технологию) производства строительной смеси с использованием золы подсолнечника лузги (RU2572876, 2016 г.).

Патенте на изобретение описывающий способ получения водорастворимых силикатов из золы рисовой шелухи (CN104591197, 2015).

Патент на изобретение (RU 2252819, 2005) Способ утилизации лузги подсолнечной, с получением сорбента.

Патент на изобретение (RU2601925, 2016) описан способ выщелачивания золы котла-утилизатора.

Патент на изобретение. Способ промышленной переработки золы лузги подсолнечника №2648697. / Н.Л. Сидорова. – М., 2017.

Патент на изобретение. «Способ переработки отработанного фильтровального порошка, используемого при производстве растительного масла», заявка №2018103334 / М.:, 01.11.2018.

Патент на изобретение РФ (RU 2062294, 1996) «Способ очистки, отработанной масляной смазочно-охлаждающей жидкости».

Патент на изобретение РФ (RU 20532261, 1996) «Способ разложения устойчивой жировой эмульсии – отходов кислотной очистки жиров и природных восков».

Патент на изобретение РФ (RU 2060780, 1996) «Способ разделения отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей для обезвреживания и утилизации жидких отходов, содержащих нефтепродукты».

Патент на изобретение РФ (RU 2215025, 2003) «Способ разделения фильтрационного осадка от производства «вымороженного» подсолнечного масла на масло, восковой концентрат и фильт-порошок».

Федеральный классификационный каталог отходов (ФККО 2017) утвержден Приказом Росприроднадзора от 22.05.2017 N 242. Зарегистрирован в Минюсте России 08.06.2017 № 47008 – М.: / 2017.

Приложение 1

Просмотров работы: 12