Producción de fertilizantes húmicos a partir de turba

La producción de fertilizantes húmicos es una de las áreas más prometedoras para aumentar la fertilidad del suelo y obtener una buena cosecha. 

En el mundo hay alrededor de 3.200 millones de hectáreas de tierra apta para el trabajo agrícola, que es solo el 9% del fondo total de tierras. Pero cada año el rendimiento disminuye constantemente. Esto conduce a una violación de los fundamentos científicos de las actividades económicas (principios de rotación de cultivos, etc.). La falta de cosecha se compensa con la introducción de fertilizantes minerales, pero de momento, desde el punto de vista de la seguridad ambiental, han agotado sus capacidades debido a la mineralización del suelo. En muchos países, se han introducido restricciones y se están endureciendo gradualmente sobre el uso de minerales como fertilizantes, especialmente los que contienen fósforo. Por lo tanto, la producción de fertilizantes húmicos a partir de materias primas orgánicas se considera un reemplazo parcial o total de los fertilizantes minerales tradicionales.

¿Qué son los fertilizantes húmicos?

Las sustancias húmicas se forman en los suelos como resultado de la descomposición bioquímica y la transformación de residuos orgánicos. Se acumulan en los suelos durante mucho tiempo y determinan en gran medida la fertilidad del suelo.

Las sustancias húmicas se combinan:

• ácidos húmicos;
• ácidos fúlvicos; 
• sales de estos ácidos (humatos y fulvatos);
• compuestos de estos ácidos con minerales del suelo.

Las sustancias húmicas se pueden encontrar en el suelo y ser inactivas, es decir, no afectan de ninguna manera los procesos que ocurren en las plantas y en el propio suelo. Para iniciar procesos favorables, las sustancias húmicas deben activarse aumentando la temperatura o utilizando reactivos que transfieran la sustancia base a un estado soluble en agua. Y solo después de eso, el fertilizante se convertirá en un estimulador del crecimiento de las plantas y una fuente de nutrientes. Además del efecto beneficioso de los fertilizantes húmicos sobre las plantas, también mejoran el suelo (aumentando la capacidad de humedad capilar y de campo, aumentando la permeabilidad al agua, mejorando la estructura, reduciendo la densidad, etc.).

Historia del uso de sustancias húmicas

La producción de humatos se inició en 1876. Fue entonces cuando el químico alemán Achard obtuvo por primera vez sales de ácido húmico de la turba. Pero entonces no había suficiente base teórica y práctica para la producción en masa. Al principio, se utilizaban como tinte sustancias húmicas obtenidas de las brasas pardas.

En el siglo XX se prosiguió la investigación y en la década de los 80 se empezaron a utilizar sustancias húmicas en la agricultura y la medicina. Para su obtención se utilizó carbón y carbones, turba, sapropel y leonardita.

Producción de fertilizantes húmicos – tecnologías básicas

La producción de fertilizantes húmicos no es tan simple como podría parecer a primera vista. Para «obtener» humatos y huminas de la materia prima, primero debe destruir las muy fuertes membranas de lignina y celulosa de las células. Si la destrucción se ha producido sólo parcialmente, sea cual sea el reactivo que se utilice, el rendimiento de fertilizantes será bajo. Teniendo en cuenta que la bola de sustancias húmicas no es muy grande y toma al menos 1-2 años para su formación, la eficiencia de los equipos utilizados para la extracción es un factor importante. 

El proceso más simple para la producción de fertilizantes húmicos es el siguiente. La mezcla inicial se carga en el extractor, donde se suministra el disolvente al mismo tiempo. Después de algún tiempo, la concentración de sustancias húmicas alcanzará el nivel requerido y la mezcla se alimenta al cubo de destilación para destilar el disolvente. Los vapores de disolventes se condensan en un frigorífico-condensador y luego se recogen en un colector especial. El disolvente se puede reutilizar para la extracción. El proceso se repite hasta que se obtiene la cantidad deseada de sustancias húmicas de la materia prima. Este esquema es simple, pero ineficaz. No hay destrucción de cáscaras de lignina y celulosa, por lo que el rendimiento del producto es pequeño. El proceso es largo, repetible y consume mucha energía. El uso de disolventes también lo hace ecológico.      

Para una extracción más eficiente, puede utilizar equipos nuevos para este proceso: aparatos electromagnéticos de la capa vórtex de partículas ferromagnéticas, o AVS para abreviar.

Producción de fertilizantes húmicos en aparatos de la capa vórtex

GlobeCore ha acumulado experiencia en la producción de humatos, la producción de ácido fólico, la producción de fulvatos mediante el procesamiento de turba, sapropel y leonardita en la capa vórtex de partículas ferromagnéticas. Consideremos el funcionamiento del aparato utilizando el ejemplo de trituración de turba. 

En AVS, la turba se dispersa en agua, debido al intenso impacto sobre ella, por el lado de partículas ferromagnéticas, que se mueven por trayectorias complejas bajo la acción de un campo electromagnético giratorio. Durante el movimiento, las partículas chocan con las partículas de turba, entre sí y con las paredes de la cámara de trabajo. Como resultado, las partículas de turba se trituran y más del 80-90% de ellas tienen menos de 15 micrones de tamaño. Al mismo tiempo, las cáscaras de lignina y celulosa se destruyen eficazmente y las sustancias húmicas salen de la turba y entran al agua. La producción de fertilizantes húmicos en el aparato de la capa vórtex se puede llevar a cabo con o sin el uso de reactivos.

Esquema de producción de fertilizantes húmicos utilizando el aparato de la capa vórtex

Una de las variantes del esquema tecnológico para la producción de fertilizantes húmicos en los aparatos de la capa vórtex se muestra en la Figura 1.

 

Figura 1 – Esquema tecnológico para la producción de fertilizantes húmicos en los aparatos de la capa vórtex: 1 – recipiente con agitador (500 l), 2 – aparato de la capa vórtex, 3 – trampa para partículas ferromagnéticas, 4 – recipiente intermedio (500 l), 5 – ventana de visualización, 6 – recipiente de producto terminado (500 l), 7 – mirilla, 8 – recipiente para álcali diluido con agua (50 l), V – válvula de bola, H1 – bomba, regulación por convertidor de frecuencia o por válvula V2, H2 – bomba, FE – rotámetro, TE – resistencia térmica , DK – válvula de respiración, F1 – filtro grueso, F2 – filtro fino, PS – manómetro, SV – válvula de seguridad, OK – válvula de retención, LS – sensor de nivel

Resultados de laboratorio

Se realizaron estudios de laboratorio sobre muestras de fertilizantes húmicos obtenidas mediante el aparato de la capa vórtex del tipo AVS de GlobeCore. Los resultados de la prueba se presentan en la tabla 1.

Tabla 1 – Composición química del fertilizante húmico complejo obtenido en el aparato de la capa vórtex

Indicador	Contenido
Ácidos fúlvicos, g / l	30.8
Ácidos húmicos, g / l	19.1
Nitrógeno total, g / l	2.2
Fósforo total, g / l	2.5
Potasio total, g / l	8.1
Acidez pH	11.1

Los datos proporcionados indican que en términos de indicadores complejos, el fertilizante húmico estudiado cumple con los requisitos para productos de este tipo.

Ventajas de los aparatos de la capa vórtex en la producción de fertilizantes húmicosn

• aumenta la salida de sustancias húmicas y ácidos fúlvicos en la solución y también aumenta su actividad biológica.
• el dispositivo se puede utilizar para obtener fertilizantes húmicos mediante el procesamiento de turba, sapropel, vermicompostaje, leonardita, lignito, compostaje, etc.;
• en el caso de usar vermicompostaje o compostaje como materia prima, el procesamiento en el aparato permite no solo obtener fertilizante, sino también destruir parásitos y helmintos;
• la producción de fertilizantes húmicos se puede realizar tanto con el uso de reactivos como sin ellos;
• bajo consumo de energía. La productividad del aparato de la capa vórtex AVS-150 al recibir fertilizantes húmicos es de 5 m3 / h, y el consumo de energía es de 9.5 kW. Por lo tanto, el consumo de energía específico para la producción de una tonelada de fertilizantes del dispositivo en sí (excluyendo la energía consumida por el accionamiento de la bomba) es de sólo 1,9 kWh / m3;
• tamaño compacto y facilidad de integración en líneas tecnológicas existentes (sustitución de otros dispersantes y extractores).

Para información adicional o asesoramiento sobre el uso de los aparatos de la capa vórtex en el procesamiento de sapropel, turba, lignito, leonardita, vermicompostaje con el fin de obtener fertilizantes húmicos, utilice uno de los contactos de la sección correspondiente de nuestro sitio web.