183850. lajstromszámú szabadalom • Eljárás erfdőgazdasági és faipari hulladékok komposztálására
1 183 850 2 mikroba-populáció szaporodásához szükséges bioszanyagokat. Ezen szervezetek megfelelő életlehetőségeit és az ehhez kapcsolódó adaptív enzimek kialakítását ezenfelül •4ieg megfelelő tápanyagok célszerű kombinációjával biz^Sítjuk, és így érjük el a megfelelő anyagátalakítást. A több éves biodegradációs kutatásaink alapján megismerve a cellulóz-bontó enzimeket termelő mikroba-populáció speciális törzseit és azok szaporodásának, celluláz-termelő képességeinek külső körülményeit, tápanyagigényüket, stb. tudtunk kialakítani olyan eljárást, amelynek eredményeként a megfelelően céltudatosan alkalmazott körülmények között aránylag rövid idő alatt igen jó minőségű, az eredeti fakéreg, vagy egyéb fahulladék szerkezetére egyáltalán nem emlékeztető, a talajra jellemző szagú barnásfekete színű, földszerűén omlós szerkezetű, gyomosító, mérgezőhatás-mentes, megfelelő szén-nitrogén arányú, és igen nagy szervesanyag-tartalmú terméket nyerünk (50% nedvességtartalom, 40% feletti szerves anyag, 5% alatti hamu). A tárgy szerinti eljárás kifejlesztését a következő felismerések tették lehetővé: 1. A nyersanyag fizikai előkezelése. A speciális berendezésekben való többlépcsős finom őrléssel nemcsak a szubsztrát szemcseméreteit csökkentjük, növelve a heterofázisú biológiai reakció sebességét és javítva a késztermék minőségét, hanem megváltoztatjuk a cellulóz-lignocellulóz szerkezetét, minek következtében a később képződött cellulóz enzim támadásával szemben a szubsztrát érzékenyebb lesz, növekszik a biokonverzió hatásfoka. 2. Az így előkészített nyersanyagban a néhány hónapos nedves anaerob raktározás következményeképpen kialakuló biológiai folyamattal a jelenlévő szervezetek hatására részben felszakítjuk a különben nehezen degradálható — a későbbiekben keletkező celluláz enzim aktivitását gátló — cellulóz- 1 ignocellulóz kötéseket, javítj uk a cellulóz hozzáférhetőségét, növeljük a reaktív cellulóz, hemicellulóz mennyiségét. 3. Az eljárás következő fázisában az általunk vizsgált és felszaporított, önmagában jól ismert gombák és baktériumok aerob populációjával és azok fejlődéséhez szükséges optimális tápanyag hozzátételével önmagában ismert módon irányított félfolytonos fermentációs folyamatot biztosítunk. A megfelelő sejt, ill. spóra koncentrációjú (106"8 db/ml) oltóanyagával indítjuk el a megfelelő nedvesség és a tápanyagtartalmú prizmákban a folyamatot, majd a fejlődés bizonyos — sejtszám-méréssel ellenőrzött — szakaszában oltóanyagként használjuk a következő prizmákban átvágással továbbvive. Ezen bevitt és/vagy a nyersanyagon lévő mikrobapopuláció együttes hatása következtében létrejött irányított biológiai folyamat hatására alakul ki a komposzt. 4. A kevert aerob mikroba-populáció elszaporodását tápanyag-összetétellel segítjük elő. A nyersanyaghoz a szén-nitrogén 40—50-es értékéhez szükséges ammonnitrát műtrágyát, ezenfelül ferroszulfátot, szuperfoszfátot, kis mennyiségű kálium- és magnéziumsókat és melaszt adunk hozzá vizes oldatban a fermentációs technológiában alkalmazott módszerek szerint. Ezek a szaporodáson kívül a megfelelő celluláz-enzim termelését is elősegítik, mert pl. vizsgálataink alkalmával bebizonyosodott, hogy a Trichoderma viridae celluláz termelését nemcsak az anaerob viszonyok között keletkezett reaktív cellulóz, hemicellulóz, hanem a melaszban lévő saccharóz is iniciálja. Ezenfelül az élő mikroorganizmus közvetlen cellulóz-bontó hajlam, az adaptív enzim-rendszer kialakulása sokkal kedvezőbb a szubsztráthoz (őrölt, előkezelt fakéreg) tapadva, mint a tápközegben. A találmány szerinti eljárás lényege tehát az, hogy erdőgazdasági és faipari hulladékokat 1—5 mm közötti finomságú szemcseméretre aprítva homogenizáljuk, majd kálium, nitrogén, foszfor vas, magnézium tartalmú vizes oldatokkal elkeverjük. Kupacokban anaerob módon 3—6 hétig tároljuk. Ezután megfelelően előkészített és az önmagában ismert fermentációs módszerekkel elszaporított keverék mikropopulációval beoltjuk, az aerob folyamatok biztosítása céljából 5—7 naponként átforgatjuk. A megfelelő mikrobapopuláció ilyen módon való elszaporításával a következő egy nagyságrenddel nagyobb léptékben az önmagában ismert módon félfolytonos fermentációval komposztáljuk. Az ezt követő tárolást cca 50% nedvességtartalom mellett 3—5 hónapig végezzük. A kapott termék, az igen nagy szerves anyag tartalma, a megfelelően beszabályozott szénmitrogén aránya mellett talajkondicionálásra, kertépítésre, virág- és zöldségtermesztésre alkalmazható. A találmány szerinti eljárást részleteiben az alanti kiviteli példák alapján ismertetjük anélkül, hogy oltalmi igényünket ezekre korlátoznánk: 1. példa: 15 kg lmm-es szitán átszitált 30% nedvességtartalmú bükkfakérget 6 hétig anaerob körülmények között tartottunk szobahőmérsékleten. Ezután hozzáadtunk 0,5 kp ammonnitrátot, 7 g káliumdihidrogén-foszfátot, 3 g dikáliumhidrogénfoszfátot, 5 g magnéziumszulfátot, 10 g vasszulfátot, 200 g melaszt 51 vízben feloldva. Az így előkészített keverékhez 300 ml Trichoderma viridea, Chaetomium globosum, Àctinomicetesek cca 108 ml sejtszámú közel egyenlő arányú keverékét mint oltóanyagot hozzátéve, 50—60% fölötti víztartalom mellett hetenkénti átforgatással meglevegőztetve végeztük el az anyagátalakítást. A cca 8 hetes tartózkodási idő után a késztermék összetétele az eredeti anyagra számítva a következő volt: nedvesség 55,7, szárazanyag- 44,3, nitrogén- 3,4, hamu- 3,5, szervesanyag-tartalom 40,8 tömeg %-ban, szén-nitrogén arány 15, pH 6 körül. 2. példa: 45 kp bükkfa, cserfakéreg és bükkfafurészpor keverék finom őrleményhez a következő tápsók oldott vizes oldatát adtuk hozzá az anaerob kezelés előtt: 1,1/2 ammonnitrát, 1/2 kp szuperfoszfát, 1/2 kp melasz, 0,2 kp vasszulfát, 0,1 kp magnéziumszulfát 10 Ívízben feloldva. Négy hétig anaerob viszonyok között tartottuk, az 5,7 pH értéket dolomitliszt hozzáadásával 6—7 pH érték közé állítottuk be. Ezen idő alatt az anyag átalakult, majd az előbbi oltóanyaggal beindított eljárás eredményeképpen keletkezett — és hetenként átlevegőztetett — terméket a következő példában ismertetett gyártásban újra oltóanyagként használjuk. 3. példa: 18 tonna bükkfa őrlemény 270 kp technikai vasgálic 1,5 m3-es vizes oldatával átnedvesítettük, majd 250 kp kálisót, 250 kp szuperfoszfátot, 900 kp pétisót (melynek 2 % azaz 18 kp a Mg tartalma) 5 m3 vízben feloldva szétpermeteztük a cca 1,5 m magas prizmán, az előző 2 példában kapott oltóanyaggal elkeverve. Az így kialakított halmot 4-szer keverjük át gépi forgatással kb. 7—7 napos időközben. Majd 1 hónapos állás után a készterméket 25 kg-os zsákokba betöltöttük, ami rakodólapokon került elszállításra. 4. példa: Az előző 3. példa anyagából cca 5 tonnát használtunk oltóanyagként 20 tonna bükkfa- és cserfakéregőrlemény beoltására, melyet az előbbiekben leírt technológia szerint 400 kp vasgálic 2,5 m3-es vizes oldatával, majd 260 kp kálisót, 260 kp szuperfoszfát és 1 tonna 2 % -os Mg tartalmú pétisót 6 m3-es vizes oldatával permeteztünk be, majd gépi forgatással biztosítottuk az aerob biológiai folyamatot. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
