ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Применение технологии озонирования на основе озонаторов барьерно-поверхностного разряда».

Рекомендуемая область пременения

-Санитарная обработка воды и технических жидкостей (в частности смазывающе-охлаждающих суспензий).
-Профилактическая обработка помещений, складов, хранилищ.
-Предпосевная обработка семян зерновых и других культур (по данным НИИ «Агроприбор» увеличивает урожайность зерновых культур на 10-25% ).
-Санитарная обработка зерновых и других кормовых культур (по данным ВНИИ Ветеринарной Санитарии, сохранность, цыплят повышается на 8%, привесы и яйценоскость на 10%).
- Санитарная обработка яиц перед инкубацией ( по данным ВНИИ Ветеринарной Санитарии, увеличивает вывод цыплят на 7% по сравнению с обработкой формальдегидом ).
-Дезинфекция помещений и ёмкостей в т.ч. от птичьего гриппа ( по данным института вирусологии им. Ивановского, антивирусная эффективность озона-100% ).

Назначение, цели и задачи проекта

Рис. 1

Основное назначение проекта – разработка современных высокоэффективных и экологичных технологий, связанных с использованием озона в качестве дезинфицирующего, стимулирующего, экологически чистого, недорогого средства обработки различных сред и материалов.

Озон используется в народ­ном хозяйстве страны, в различных отраслях науки и техни­ки как природный окислитель, обеззараживатель, стимулятор и растворитель.

Изучение свойств озона по­казало, что его окислительный потенциал настолько высок, что уступает только фтору и нестабильным радикалам. Озон легко получать на месте его потребления из кислорода воздуха с помощью высоко­вольтного электрического раз­ряда. Аппараты, в которых, по­лучают озон, - озонаторы - просты» доступны в эксплуата­ции и не требуют никаких до­полнительных реагентов. Стои­мость производства озона в 3 раза ниже других окислителей.

В  первую очередь озон при­меняют в сфере санитарии и гигиены  при обеззараживании питьевой воды и воздуха от патогенной микрофлоры, а в ме­дицине - при лечении и про­филактике инфекционных заболеваний, для ускорения за­живления ран, как средство для стерилизации хирургичес­кого инструмента и перевязоч­ных материалов.

Помимо медицины, озон ну­жен как дезинфектор и дезодо­рант в быту и пищевой промы­шленности, как нейтрализатор и реагент - в физике, химии и промышленных технологиях.

На селе озон используют в технологии производства и са­нитарной обработки кормов и воздуха в животноводческих помещениях, а также при про­изводстве и первичной обра­ботке молока. В промышленном производстве - при инкубации яиц для стимуляции эмбриционального развития, увеличения вывода молодняка, по­вышения сроков хранения и пищевой ценности птицевод­ческой продукции.

Зерно и семена обрабатыва­ют дезинфицирующими и дез­инсектирующими химическими препаратами. Это очень доро­гостоящее и низкоэкологичное мероприятие.

Озон эффективнее при обеззараживании зерна и пло­доовощной продукции, закла­дываемой на долгосрочное хранение. За несколько часов обработки зараженность про­дукции грибами alternariatenius снижается почти на 100%.

Использование озона для обеззараживания помещений хранилищ защищает урожай от насекомых-вредителей и гры­зунов. Предотвратить появление на зерне патогенной мик­рофлоры и плесени в процессе его хранения можно, если на 1-2 ч в сутки включать в хранили­ще озонатор. Концентрация озона на выходе из озонатора должна составлять 15...25 мг/м³.

Озон также ускоряет про­цесс сушки зерна и семян, В Ростовской области время сушки ячменя с применением озоно-воздушной смеси в бун­керах активного вентилирова­ния БВ-40 по сравнению с тра­диционной технологией сокра­тилось в 1,2 раза.

Предпосевная обработка се­мян зерновых культур озоном позволяет увеличить урожай­ность на 10-25%.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Одним из эффективных способов  применения озона является обработка помещений, складов, холодильников безнапорными (вентиляторными) озонаторами, и обработке различных сыпучих материалов находящихся в бункерах, емкостях, напорными (компрессорными) озонаторами.

Часто возникает необходимость применения обработки материалов находящихся на хранении в хранилище, например зерна в с.х. производстве. При этом используется безнапорный озонатор. Но для использования того же зерна в качестве семян требуется предпосевная обработка уже напорным озонатором с использованием специального зернового бункера с перфорированной трубой, через которую поступает озоно-воздушная смесь.

Кроме того, применяемые обычно озонаторы барьерного разряда плохо работают в условиях повышенной запыленности и влажности.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Предлагаемая комбинированная технология имеет следующие существенные отличия:

С целью снижения затрат используется озонатор комбинированного типа, работающий, как в напорном (компрессорном), так и в безнапорном (вентиляторном) варианте.

С целью повышения надежности, безопасности, снижения эксплуатационных затрат, применяется озонатор барьерного поверхностного разряда.

Озонатор комбинированного типа состоит из высоковольтного трансформатора, выводы которого соединены через переключатель с безнапорным озонирующим элементом, либо с напорным озонирующим элементом. При работе в безнапорном варианте, используется встроенный вентилятор. При работе в напорном варианте, к штуцерам озонатора подключается напорная магистраль от компрессора и рабочая магистраль для подачи озоно-воздушной смеси в систему распределения.

Суть озонатора барьерно-поверхностного разряда описана в патенте России №1754647, автор Энгельшт В.С.

В озонаторе, содержащем трубопровод, в котором протянуты два проводника, каждый из которых имеет свое изоляционное покрытие, подключенные к высоковольтному источнику переменного тока, по всей длине проводники объединены сплошной перемычкой, выполненной из изоляционно­го материала,  аналогичного изоляционным покрытиям. 

На рис.2 представлена схема озонато­ра:

Озонатор содержит корпус, выполнен­ный в виде трубопровода 1. Внутри трубопровода 1 протянуты два проводника (электрода) 2 и 3, каждый из которых охва­чен изоляционным покрытием 4 и 5» переходящим в перемычку 6. Проводники  подключены к высоковольтному источнику 7  переменного тока.

Озонатор работает следующим обра­зом.

При включении высоковольтного источ­ника 7 переменного тока, внутри трубопровода 1 между проводниками 2 и 3 по изоляционным поверхностям 4 и 5 и перемычке 6 генерируется электрический барь­ерный разряд, поскольку изоляционный слой между проводниками 2, 3, включая перемычку 6,находится в области высокой электрической напряженности поля. При продувке воздуха по трубопроводу 1 обра­зуется озон, который выносится из трубоп­ровода 1 потоком транспортируемого  воздуха

Таким образом, данная конструкция предполагает сравнительно простое тира­жирование отдельных узлов и использова­ние в качестве электродов промышленно изготавливаемых многожильных проводни­ков для однофазной и многофазной провод­ки. Технологичный по изготовлению генератор озона реализует широкую, перс­пективу вариантов укладки электродов внутри трубопровода вплоть до произволь­ного их размещения. Использование в каче­стве электродов отдельных проводников, объединенных, через изоляционные покры­тия изоляционной перемычкой делает воз­можным подключение электродов к однофазному или многофазному источнику питания. Представленный пример конкрет­ного выполнения озонатора реализует вари­ант однофазной конструкции.

Предложенный озонатор прост в конст­руктивном отношении, технологичен в сбор­ке, перспективен в промышленном использовании. Кроме того, обладает боль­шой удельной производительностью по сравнению-с прототипом, что обеспечено значительным эффективным увеличением площади разряда.

В предложенной комбинированной технологии используется усовершенствованный озонатор Энгельшта, конструкция которого патентуется.

Критерии и пределы безопасного состояния и режимов работы.

Внимание: не включать озонатор при снятой крышке.

Запрещается: находиться в помещении при включенном озонаторе! Входить в помещение ранее, чем через 2 часа после окончания работы озонатора!

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

На примере использования озонаторов в ООО «Сельхозпром» г.Еманжелинск Челябинской области.

1й вариант: Использование безнапорного озонатора «Озон-10К» при инкубации яиц повысило вывод цыплят на 7%.

2й вариант: Использование напорного озонатора «Озон-10К» на предпосевной обработке семян повысило урожайность на 1,5 ц/га.

Окупаемость озонатора в первом варианте-6 мес.

Окупаемость озонатора во втором варианте-4 мес.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Высокая производительность процесса обеспечивается высокой эффективностью действия озона (для дезинфекции помещений достаточна концентрация озона 25 мг/м³).

Энергосберережение обеспечивается заменой энергонасыщенных технологий: использование озонатора при сушке зерна экономит до 20% топлива.

Экологическая безопасность: озон через несколько часов после выработки полностью распадается на кислород и воду.

Энергопотребление: Потребление эл. энергии на производство озона составляет 20 вт/ч., или до 360 вт. На один озонатор.

Новые потребительские свойства продукции

Высокая эффективность за счет универсальности применения.
Высокая надежность за счет усовершенствованного озонатора барьерно-поверхностного разряда.
Приемлемая цена за счет невысокой себестоимости производства озонаторов Б.П.Р.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Изделие состоит из стандартных комплектующих.

Стадия и уровень разработки

Данное оборудование используется на нескольких предприятиях, в основном с.х. направление, в частности в ООО «Сельхозпром» Челябинской области (в инкубаторе птицефабрики и для обработки зерновых материалов).

Предлагаемые инвестиции

1 млн. руб.

Рынки сбыта

Машиностроение: обработка СОС, воды, профилактическая обработка помещений.
С/Х производство: обработка яиц в инкубаторах, обработка семян и кормов, ускорение сушки зерна.
Пищевая промышленность: обработка холодильников, складов, хранилищ.

Возможность и эффективность импортозамещения

Не требуется.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

12

Дата поступления материала

19.10.2006