ИННОВАЦИОННЫЙ ПРОЕКТ ТЕХНОЛОГИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОБЕЗВОЖИВАНИЯ В ВАКУУМЕ ДЛЯ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА, ЭКОЛОГИИ, ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ презентация

ЦЕЛЬ ПРОЕКТА Снижение затрат в агропромышленном комплексе при одновременном улучшении экологической ситуации, получение новых продуктов с улучшенными потребительскими качествами, экспорт оборудования Пути достижения поставленной цели: -Создание и организация изготовления типоряда отечественного оборудования различного применения и производительности на основе технологии низкотемпературного обезвоживания (НОВ); - создание компании (научно-технического центра) по внедрению оборудования, сервисному обслуживанию и обучению специалистов, совершенствованию технологии и оборудования;

ТЕХНОЛОГИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОБЕЗВОЖИВАНИЯ В ВАКУУМЕ (НОВ) Низкотемпературное обезвоживание в вакууме (НОВ)-малоотходная, энергосберегающая и экологически безопасная технология. Сочетает в себе невысокую температуру обработки исходного материала (100 0 С и ниже) влажностью до 98% и пониженное давление (вакуум) в герметичном технологическом объёме (без контакта с окружающей средой). Выходной продукт: сухой остаток (влажностью до 1%), чистая вода, незначительный экологически безопасный выхлоп. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ. ИСХОДНЫЕ ПРОДУКТЫ. ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ ПРИМЕНЕНИЯ «НОВ» Утилизация шламов бытовых и производственных сточных вод, отходов сельскохозяйственных и перерабатывающих производств: свиной навоз, куриный навоз, дефикат, сапропель, жмых оливок Экология. Удешевление утилизации. Использование сухого продукта в малой энергетике (топливо), производстве удобрений. Послеспиртовая барда. Сыворотка. Корма и кормовые добавки Производство пищевых продуктов с новыми потребительскими качествами: -фрукты; -грибы; -томаты; Порошки с влажностью до 4%, желе

ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ НОВ утилизация и переработка свиного навоза экологически чистая и безотходная переработка продуктов человеческой жизни деятельности (фекалий); получение экологически чистого органического удобрения из отходов сахарного производства (дефиката); переработка птичьего навоза на высокоэффективное органическое удобрение, аналогичное естественному гуано; переработка молочной сыворотки в импортозамещающий белково-витаминный продукт функционального питания людей; производство микробиологического белка из отходов спиртового производства; производство широкой гаммы порошков влажностью от 8 до14 % и паст влажностью от 60 до 70 % из различных овощей, фруктов и других продуктов большой первоначальной влажности (до 98%) (томаты, морковь, грибы, яблоки, чеснок, пивная дробинаи другие, использующиеся при производстве соков и в качестве кормовых, пищевых добавок и других полезных продуктов); производство высокоэффективного органического удобрения, лечебных грязей, парфюмерных добавок, смазывающих охлаждающих жидкостей для буровых машин и кормовых добавок из сапропелей; топливо для биоэлектростанций

идентичность химического состава конечного продукта - исходному жидкому. (q M п ) 1 2 к системе откачки D лоток; 2 - нагреватель; 3 - водный раствор исходного продукта; 4-массопоток паров воды M п ; 5 - теплопоток Q. Принципиальная схема технологического процесса НОВ

Схема процесса НОВ с регенерацией тепловой энергии 1-вакуумная камера, 2-теплообменник-испаритель, 3-исходный материал, 4-система подачи исходного материала, 5-теплообменник, 6-сборник конденсата, 7-сухой продукт, 8-парогенератор, 9-коллектор, 10-парогазовый компрессор, 11-паропровод, 12-водяной пар, 13-вакуумный насос 3 4

Газообразный выхлоп 6.93 т В том числе пары воды 6.7 т Не сконденсировавшиеся газы 0.23 т Исходный продукт 100 т Влажность W= 77,8% Сухой продукт т Влажность W=9,8 % Водный конденсат т БАЛАНС ИСХОДНОГО И ВЫХОДНЫХ ПРОДУКТОВ

Схема оборудования НОВ

Научно-техническая новизна проекта Патент на способПатент на устройство Имеется пакет патентов на технологию и оборудование, химический состав основного товарного продукта. Некоторые патенты: патент «Устройство для сушки органических веществ»; свидетельство на товарный знак; патент «Способ низкотемпературного обезвоживания веществ в вакууме»; патент «Устройство для низкотемпературного обезвоживания органических веществ в вакууме»; патент «Способ обработки птичьего помета и продукт обработки»; патент «Устройство для низкотемпературного обезвоживания органических веществ в вакууме»; патент «Способ и устройство для низкотемпературного обезвоживания побочных продуктов спиртового производства в вакууме»; патент «Теплообменник для устройства низкотемпературного обезвоживания в вакууме».

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТА Организации, предлагающие к реализации проект: Институт машиноведения им. Благонравова РАН РФ, ООО «Научно-экспертное общество «Эльтрон» Разработка технологии низкотемпературного обезвоживания в вакууме. Промышленная установка низкотемпературного обезвоживания в вакууме производительностью 18 Т/сут, на которой отработаны физические параметры обезвоживания органических веществ животного и растительного происхождения, в частности, птичьего помета на удобрение. Лабораторная установка, на которой экспериментально проверена технология обезвоживания в вакууме целого ряда органических веществ. Промышленная установка низкотемпературного обезвоживания в вакууме производительностью 1000 кг/сут НОВ-5Р с ручным управлением. Создание этой машины позволило начать отработку всех основных систем машины. Разработана промышленная установка низкотемпературного обезвоживания в вакууме с автоматическим управлением НОВ-5АВ. Разработан новый вид ротора для установки с автоматическим управлением. Созданы и прошли испытания две установки по сушке послеспиртовой барды мощностью 100 тонн каждая. Установки отправлены на спиртовой завод в г.Тольятти.

Руководитель проекта: Ковалев Лев Кузьмич, профессор, д.т.н., Заслуженный машиностроитель России, лауреат премии Правительства России, директор ООО НЭО «Эльтрон», Главный научный сотрудник Института Машиноведения РАН, академик Международной Академии Информатизации. Под его руководством и по его разработкам было создано и запущено в серийное производство более 50 технологических машин широкого профиля и различного назначения. РУКОВОДИТЕЛЬ ПРОЕКТА Выпуск в серию вакуумных установок для выращивания оптических монокристаллов: Киноварь – 30 комплектов; Донец I – 150 комплектов; Кристалл – 50 комплектов Выпуск вакуумного напылительного оборудования: УРМ – более 1000 штук; УВН-2 УРМ УРМ более 300 шт УРМ Установки для выращивания …. полупроводниковых квантовых генераторов: Рост 4 Рост 4М Сплав I более 200 шт. Сплав II Напылительные вакуумные установки «Курган 1» - 50 штук Ионно-плазменная установка триодного типа – 40 штук Вакуумный аналитико-технический комплекс «Контроль 1» - более 100 шт. Линии магнетронного осаждения многослойных покрытий магнитооптронных дисков

Данные масс-спектрометрических исследований продуктов технологического процесса низкотемпературного обезвоживания в вакууме Технологический процесс низкотемпературного обезвоживания в вакууме при использовании его для производства высококачественного органического удобрения из птичьего помёта позволяет из 100 т жидкого помёта получать 13,5 Т сухого (влажностью не более 14%) органического удобрения (аналог ископаемого гуано), 85 м 3 воды пригодной для дальнейшего промышленного применения и незначительные экологически безопасные газообразные выхлопы. Относительная концентрация различных элементов и химических соединений в воде, полученной в процессе низкотемпературного обезвоживания птичьего помёта в вакууме (конденсат), по сравнению с дистиллированной водой и обычной водопроводной Химическое соединение или элемент МассаДистиллированная водаВодопроводная вода Конденсат C CH N NH 3 ; OH Na Mg; C Al; C 2 H Si;N Cl351до K Ca

Химический состав птичьего навоза до и после процесса низкотемпературного обезвоживания в вакууме ПоказателиСырой птичий помёт (время вылёживания 7 дней), % Обезвоженный помёт, % pH влажность зольность32.5 Органическое вещество67.5 Азот общий: в том числе, аммиачный (N - NH 4 ) нитратный (N - NO 3 ) следы следы фосфор (P 2 O 5 ) калий (K 2 O 5 )2.41/9 Отношение С : N Примечание: В сухом конечном помёте отсутствуют микробиологическая флора, анаэробы, патогенны и не утратившие всхожесть семена сорных растений.

Основные составляющие парциального давления продуктов парогазовыделения при низкотемпературном обезвоживании куриного навоза Химическое соединение Основные ионыПарциальное _____________________ ____________ T = 20 o C давление ________________________ _________ T = 100 o C Вода 18 (H 2 O) Азот 28 N Метан 16 (CH 4 ) Аммиак 17 (NH 3 ) Пропан и его фрагменты 44 (C 3 H 8 ) + 40 (C 3 H 4 ) Кислород 16 O Угарный и углекислый газы 28 (CO) + 44 (CO 2 ) Водород 2H2+2H2+ менее 1 Аргон 40 Ar + менее 1 Примечание: на остальные компоненты в сумме приходится % интенсивности линий масс-спектра.

ОРГАНИЧЕСКОЕ УДОБРЕНИЕ – «ГУАНО» Органическое экологически чистое обезвоженное удобрение на основе птичьего помета – гуано. Сухой птичий помет – гуано (ВТУ НЭО ООО НЭО «Эльтрон»), полученное путем низкотемпературного обезвоживания в вакууме, является уникальным по своим свойствам органическим удобрением. Как показали независимые исследования, проведенные в стране ЕЭС – Литовской республике Центром аналитического исследования Сельскохозяйственного института Литвы, сухой помет сохраняет в своем составе все полезные, с точки зрения агрохимии, вещества, присутствовавшие в исходном сырье, при этом влажность готового продукта, по желанию потребителя, может регулироваться в процессе производства от 1 до 55 % при полном отсутствии патогенов и каких- либо вредных для здоровья человека и окружающей среды веществ.

ОРГАНИЧЕСКОЕ УДОБРЕНИЕ – «ГУАНО» Основные характеристики продукта: Влажность: 50%; 25%; 14% и менее. Высокая концентрация полезных веществ. Норма внесения сухого удобрения на основе птичьего навоза в 10 раз меньше, чем торфонавозного компоста. По действию на растения, оно превосходит минеральные удобрения и позволяет получать урожай без избыточного количества нитратов. Органическое удобрение, полученное методом низкотемпературного обезвоживания птичьего навоза в вакууме, сохраняет процентный состав органики исходного продукта (все остальные способы дают потери органики от 22 до 44 %). По заключению ВНИИ Удобрений и Агропочвоведения им. Прянишникова конечный продукт (гуано) независимо от уровня влажности сохраняет состав исходного продукта по фосфору, калию, азоту. В предлагаемом удобрении принципиально не могут образовываться канцерогены, т. к. в процессе его производства используется контактный нагрев сырого исходного продукта ниже 100 º С. По результатам, полученными санитарно-микробиологическими исследованиями, удобрение обеззаражено от устойчивых патогенных микроорганизмов, вирусов, яиц гельминтов, социст кокций, в его составе отсутствуют микробиологическая флора, анаэробы и не утратившие всхожесть семена сорных растений. Легко растворяется в воде, что позволяет использовать его в системах автономного полива растений (такие системы полива широко используются в восточных странах). Цена предлагаемого удобрения – 250 $ за тонну

КОНКУРЕНТНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ОРГАНИЧЕСКОГО УДОБРЕНИЯ «ГУАНО» Преимущества перед аналогами: Намного более концентрированное, чем предлагаемые на рынке удобрения. Концентрация полезных веществ в 2-3 раза больше, чем у аналогов. Низкая цена (250 $ за тонну), позволяющая работать в сегменте промышленного использования органических удобрений. Отсутствие примесей. В продукции Китая и Индии примеси (опилки и песок) составляют от 30% до 50%. Экологическая чистота, обусловленная, помимо технологии, еще и тем, что рацион российских птиц не содержит антибиотиков и биостимуляторов.

Пар 42690кг/час; С;42бар Навоз влажностью до 75% Бойлер Электроэнергия на продажу ×4= 7070 кВт Отработанный пар кг/час Конденсат 25 0 С 4м 3 /час ×11= 44 м 3 /час Слив конденсата 4м 3 /час ×11 =44м 3 /час для техноло- гических нужд 65 0 С Конденсат кг/час С Сухой навоз % влажности 16 т/час Паротурбогенер машин НОВ-100АГ Конденсат кг/час с температурой 45 0 С Центрифуга Техническая вода для гидросмыва Свиной навоз 1700 Т/сут. влажностью 98% Поток 2000м 3 /час холодной воды 30 0 С Поток холодной воды 2000м 3 /час С температурой 40 0 С Сухая градирня Охладитель - конденсатор Давление 0,1 бар, Температура 45 0 С НОВ Свинарник БИОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ НА СВИНОМ НАВОЗЕ

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ МОЩНОСТЬЮ 9150 Мвт/час НА БИОТОПЛИВЕ- СУХОЙ СВИНОЙ НАВОЗ Потребление сухого свиного навоза т/год Функционирование установки ч/год Электрическая мощность кВт Теплотворная способность сухого свиного помета влажностью 12 – 14%, PCI Мкал/ т Собственное потребление кВт Скорость турбины об/мин Рабочая скорость об/мин Поток пара на входе кг/час Давление на входе бара Температура на входе С Давление на выходе бара Температура на выходе С Контрдавление выхлопа бара Температура в конденсаторе С Энтальпия пара на выхлопе кДж/кг КПД брутто (среднее) ,7 %

ОРИЕНТРОВОЧНЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ НА БИОТОПЛИВЕ-СУХОЙ СВИНОЙ НАВОЗ Обеспечение электростанции биотопливом-12 установок НОВ- 100АГИ»м» (площадь поверхности испарения 100 м 2 ); Стоимость одной установки-1500 тыс. евро; Стоимость строительства комплекса-1000 тыс. евро; Стоимость комплектующих комплекса-3000 тыс. евро Стоимость 1 квт/час-3,4 руб.; Производительность установок по воде-40 кг/м 2 час (теоретическая составляет 50, достигнутая на образце установки-25); Стоимость выработанной электроэнергии за 1 год млн. руб.; Объём финансовых вложений-770,0 млн. руб.; Срок окупаемости с учётом эксплуатационных расходов-5 лет; Экономический эффект не учитывает экологический эффект внедрения комплекса (в том числе снижение затрат на утилизацию)

РЫНОК ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ В РОССИИ Объем рынка: 420 млн. $ (в 2003 году) В натуральном выражении - 30 млн. тонн. Рост рынка 60% в сегменте розничных продаж за последние 2 года (объем сегмента достиг 70 млн. $) Рост рынка:15-20 % в год (с 2001 года). Тенденции рынка: -Увеличение качественной продукции -Увеличение дорогой продукции -Уменьшение доли некачественных удобрений Сегментация рынка 1. Удобрения низкого качества по низкой цене. Ценовой диапазон: 150 $ $ за тонну 2. Удобрения высокого качества по высокой цене. Объем сегмента: 70 млн. $. Ценовой диапазон: 450 $ $ за тонну. В основном предназначены для розничных продаж. 3. Качественные удобрения по приемлемым ценам. Ценовой диапазон сегмента: от 150 $ до 350 $ за тонну. Ориентация на промышленное использование в сельском хозяйстве и оптового покупателя из 2-го сегмента. В России только в 6% земель вносятся органические удобрения

ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЕКТА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ Объём финансирования до ЕВРО мощность производства тонн органического удобрения в год; финансирование маркетинговой части проекта до 1 млн. долларов; создание своей собственной сети реализации в таких странах как: Испания, Польша, Греция; за счет исключения посредников цена на продукцию будет увеличена и составит от 300 до 1000 долларов за тонну. ПоказательДоллар США Ставка дисконтирования 10,00 % Период окупаемости PBОт12 до 23 мес. Дисконтированный период окупаемости DPBдо 23 мес. Средняя норма рентабельности ARR 83,64 % Чистый приведенный доход NPV USD Индекс прибыльности PI 4,23 Внутренняя норма рентабельности IRR 93,77 % Модифицированная внутренняя норма рентабельности МIRR 34,99 % Длительность D3,56 лет.

ДИВЕРСИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ В случае необходимости изменения профиля предприятия и перехода к производству других товаров с использованием технологии НОВ, установки НОВ не требуют серьезных конструкционных изменений. Модернизация оборудования связана в основном с разработкой нового технологического регламента в соответствии с новым продуктом переработки и изменением конструкции узла подачи в установку НОВ исходного продукта. При этом затратная часть на проведение этих работ незначительна и составляет не более 15% от стоимости установки НОВ.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ДЕМОНСТРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПАНИИ НОВ-2АГИ

Технические характеристики установки НОВ-100 Показатели назначенияЕд. изм. Значение Производительность (по сырому продукту при влажности 85% в сутки)Т/cут.100 Производительность по сухому продукту при влажности 14%Т/сут.17,4 Производительность по чистой воде с температурой 65 o Cм 3 /сут.82,6 Производительность по чистой холодной водем 3 /сут.82,6 Максимальная допустимая влажность сырья%99 Характер рабочего процессаНепрерывный Рабочая температура процесса oСoС Электрическая установочная мощностькВт237 Тепловая установочная мощностькВт2 500 Удельный расход энергии на тонну готового продуктаГкал/ Т0,63 Занимаемая площадьм2м2 230 Срок службылет Рабочей камеры - 20 транспортных систем - 8 Уровень потерь питательных основных веществ в сухом продукте%0 Объем стоковм 3 /сут.0 Объем газового выхлопам 3 /сут 600 (неконденсирующиеся газы при 60 o С)

Основные характеристики установок НОВ Показатели назначения Производительность по исходному продукту, Т/сутки при влажности 98% 2,05, ** Производительность по конечному продукту при начальной влажности 98% и конечной влажности 10%, Т/сутки 0,320,833,38,316,67 2. Производительность по чистой воде (конденсату), Т/сутки 1,524,1716,741,783,33 3. Рабочая температура процесса, 0 С Установочная мощность электропотребителя, кВт 4.1.Тепловая мощность, кВт , Рабочее давление, мм.рт.ст Удельный расход тепловой энергии по конечному продукту, Гкал/Т 0,63 7. Характер рабочего процессаНепрерывный или периодический 8. Площадь комплекта установки, м 2, высота установки, м ,5 57 8, , ,0 9. Масса установки, Т2,014, ,0 11.* Окупаемость (при непрерывном технологическом процессе), год 0,4-2 0,4-2,50,4-3 *- зависит от характера и объемов перерабатываемого исходного продукта. ** - зависит от начальной влажности исходного продукта