|
Удобрение из промышленных отходов разработали учёные Казахстана
|
Исследования по разработке удобрений путём переработки промышленных отходов проводит сотрудник департамента научных исследований Южно-Казахстанского университета имени Мухтара Ауэзова, доктор PhD Бахыт Смайлов. Об этом сообщили в пресс-службе Министерства науки РК.
Проект молодого учёного «Разработка технологии получения гуматсодержащих удобрений для повышения продуктивности сельского хозяйства» получил высокую оценку и он выиграл грант на конкурсе Министерства науки РК на 2022-2024 годы.
«Повышение плодородия почвы в сельском хозяйстве является актуальной задачей в нашей стране. Поэтому в своем проекте я решил использовать вещества, накопленные в отходах. Мы исследовали остатки Ленгерского угольного месторождения в Толебийском районе Туркестанской области, в результате чего были получены гуминовые кислоты. Эти органические соединения являются незаменимым сырьем для органоминеральных удобрений. Исследования дали положительный результат, и проект был запущен в производство. Вместе с фермерами южного региона мы проводили испытания удобрения, и результаты показали, что уровень плодородия почвы улучшился, а урожайность повысилась», - отметил Бахыт Смайлов.
Проект запатентован и получено авторское право. В дальнейшем планируется выпуск удобрений, необходимых для сельского хозяйства.
Производство минеральных удобрений станет «интеллектуальнее»
Технологические процессы на промышленных предприятиях чаще всего автоматизированы и управляются с помощью специализированных систем и алгоритмов. Несмотря на это в химической отрасли распространены случаи, когда оператор в ручном или полуавтоматическом режиме регулирует работу производственного оборудования. Например, при сушке хлористого калия, который затем используют в качестве минерального удобрения для нормализации роста и развития сельскохозяйственных культур. Ученые Пермского Политеха провели исследование, результаты которого позволят интеллектуализировать процесс управления с применением моделей нечеткого вывода и искусственных нейросетевых моделей.
Ученые Пермского Политеха провели исследование, результаты которого позволят интеллектуализировать процесс производства минеральных удобрений / © Meric Tuna, UnsplashИсследование опубликовано в сборнике конференций «Химия. Экология. Урбанистика». Исследование выполнено в рамках реализации программы академического стратегического лидерства «Приоритет 2030».
Процесс сушки хлористого калия в печи заключается в удалении из него влаги. Сейчас применяют типовые алгоритмы управления процессом, но они не обеспечивают требуемое качество. Оператор в ручном режиме поддерживает температуру отработанных дымовых газов, следит за параметрами технологического процесса и настраивает его, меняя положение клапана подачи газа на горелку.
Для разработки более совершенной интеллектуальной системы ученые Пермского Политеха провели интервьюирование операторов-технологов на предприятии, задавали вопросы на предмет решений по управлению тепловым режимом в различных ситуациях.
Политехники проанализировали результаты и выяснили, что решения по управлению тепловым режимом процесса сушки разнятся. Например, иногда оператор не ждет, когда технологический параметр выйдет за границы регламентного режима, прогнозирует дальнейшее поведение и заранее корректирует его. В некоторых случаях операторы просто не корректируют режим, потому что, например, в данный промежуток времени есть более важная задача по управлению в сушильном отделении, требующая оперативного решения.
«При отслеживании действий персонала мы установили, что зачастую сотрудники не строго следую общим принципам производственного регламента из-за отвлеченности, разного уровня опыта работы, психофизического состояния и особенностей темперамента. В теории, их стратегии управления должны быть согласованы, поскольку процесс один. Но в силу различных психофизиологических причин, стратегии разнятся. Этот факт нужно иметь в виду при создании интеллектуальных алгоритмов управления», — рассказывает один из разработчиков, аспирант кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств» ПНИПУ Дмитрий Корнилицин.
«Интеллектуальная система управления позволит увеличить качество и объем выпуска продукции. Предполагается, что такая система способна непрерывно управлять процессом сушки хлорида калия, когда сотрудники могут сосредоточиться на более важных задачах по управлению производственными процессами. Технология применима в химической, фармацевтической и пищевой отраслях промышленности», — поясняет доктор технических наук, профессор кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств» ПНИПУ Александр Шумихин.
В ПНИПУ разработали инновационную систему для производства удобрений
Сильвинит — это смесь различных минералов, в основном калийных, которые становятся важным сырьем для производства сельскохозяйственных удобрений. Его переработка требует значительных энергозатрат, поэтому важно сокращать расходы и повышать качество конечного продукта. Ученые ПНИПУ предложили новое решение для более эффективного процесса измельчения сильвинитовой руды. Внедрение подхода позволит предприятиям не только улучшить качество продукции, но и существенно сократить энергозатраты, что особенно важно в условиях растущих цен.
Сильвинитовая руда / © shakko, ru.wikipedia.orgСтатья опубликована в журнале «ГИАБ». Исследование проведено в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
Пульпа — это смесь раздробленной руды и жидкого раствора, которая используется на этапе измельчения. Контроль плотности этой смеси напрямую влияет на то, насколько качественно будет разделена полезная руда от ненужной породы. Ученые Пермского Политеха предложили инновационную систему регулирования плотности пульпы. Разработанный метод может значительно снизить энергозатраты и улучшить качество получаемого продукта.
Новая система управления основана на математической модели, которая помогает предсказывать и регулировать изменения в процессе измельчения в реальном времени. Она использует данные от различных датчиков на производстве, чтобы автоматически подстраивать работу оборудования. Например, если плотность пульпы отклоняется от нормы, система корректирует подачу материала и воды, чтобы вернуть параметры в заданные границы и обеспечить качество продукта.
Политехники провели моделирование в программной среде Simulink, чтобы проверить, насколько эффективна предложенная система. Результаты показали, что разработанный метод обеспечивает достаточное качество регулирования, тогда как обычный регулятор этого не позволяет вовсе.
«Наша модель учитывает множество факторов, влияющих на эффективность измельчения – размеры частиц, скорость вращения мельницы и плотность питания. Разработка предсказывает поведение системы в различных режимах работы, что открывает возможности для гибкой настройки параметров в реальном времени.
Система основана на данных, полученных прямо на производственных мощностях компании «ЕвроХим» — одного из крупнейших производителей минеральных удобрений в России, но предложенный подход может применяться и для других установок мокрого измельчения любой руды», – поделился доктор технических наук, заведующий кафедрой «Автоматизация технологических процессов» Березниковского филиала ПНИПУ Андрей Затонский.
Разработка ученых Пермского Политеха снижает энергетические затраты за счет повышения качества измельчения при той же мощности привода. Поскольку измельчение очень энергоемкий процесс, с его улучшением снижаются и общие затраты на производство, то есть повышается его эффективность и себестоимость готовой продукции.
Российские ученые научились перерабатывать опасный борщевик в удобрение
Учёные из Курска представили инновационную систему, которая с помощью СВЧ-излучения превращает борщевик в удобрение.
Новая технология успешно прошла полевые испытания и обещает значительно уменьшить распространение ядовитого растения.
Известно, что на Дальнем Востоке создана карта, помогающая коммунальным службам быстро находить и устранять борщевик.
Ежегодно выделяются значительные средства на борьбу с этим сорняком, однако традиционные методы становятся всё менее эффективными.
Учёные нашли способ использовать его экстракт для создания липосом, эффективно борющихся с раковыми клетками. Этот метод демонстрирует высокую эффективность.
Также установлено, что экстракт борщевика стимулирует рост растений, увеличивая их урожайность на 25-30%.
В результате таких исследований появился уникальный борщевичный мёд, который производится пчёлами, собирающими нектар с этого растения.
Удобрение полей замедляет глобальное потепление, посчитали ученые
Без антропогенных выбросов азота температура на Земле была бы выше, показало исследование.
Международная группа исследователей под руководством ученых из Института биогеохимии Макса Планка посчитала влияние на климат выбросов соединений азота из сельскохозяйственных и несельскохозяйственных источников. Анализ показал, что комплексное воздействие замедляет рост глобальной температуры.
Азот, который составляет примерно 78% воздуха, климатически нейтрален. Но все соединения элемента влияют на глобальную среднюю температуру, правда, по-разному. Например, при удобрении почвы выделяется закись азота, действующая как парниковый газ, и аммиак, который блокирует солнечный свет и вызывает охлаждение. Кроме того, внесение азота приводит к тому, что растения становятся более пышными и поглощают больше углекислого газа.
Исследователи определили общий эффект азота, выделяемого в результате антропогенной деятельности. Они посчитали, какое количество различных соединений азота попадает в почву, воду или воздух. Эти данные ввели в модели, которые отображают глобальный азотный цикл и его влияние на углеродный цикл. Также в исследовании учли влияние выбросов на радиационное воздействие, то есть энергию Солнца, которая достигает поверхности Земли.
Кормплексное воздействие соединений азота на климат. Изображение: Cheng Gong et al., Nature
Анализ показал, что азот, выделяемый в результате деятельности людей, охлаждает климат на -0,34 Вт/м². Для сравнения: при антропогенном глобальном потеплении атмосфера нагревается в основном за счет парниковых газов от ископаемого топлива на 2,7 Вт/м², по данным за 2011-2020 годы. При этом за этот период планета нагрелась в среднем на 1,1°С по сравнению с доиндустриальными временами.
Хотя отрицательное радиационное воздействие, вызванное поступлением азота, не может быть просто преобразовано в изменение глобальной средней температуры, говорят ученые. Тем не менее очевидно, что без поступления азота от человеческой деятельности климат стал бы еще жарче. Эти эффекты важно учитывать при планировании программ по борьбе с потеплением.
