BE1030339B1 - Method for the production of a fertilizer from organic starting material - Google Patents
Method for the production of a fertilizer from organic starting material Download PDFInfo
- Publication number
- BE1030339B1 BE1030339B1 BE20225172A BE202205172A BE1030339B1 BE 1030339 B1 BE1030339 B1 BE 1030339B1 BE 20225172 A BE20225172 A BE 20225172A BE 202205172 A BE202205172 A BE 202205172A BE 1030339 B1 BE1030339 B1 BE 1030339B1
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- fertilizer
- spp
- ash
- plant
- kh2po4
- Prior art date
Links
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 9
- 239000007858 starting material Substances 0.000 title description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical class OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 68
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 claims abstract description 20
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000003501 hydroponics Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000005418 vegetable material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 claims abstract description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 69
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 claims description 46
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 43
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 claims description 38
- 239000007836 KH2PO4 Substances 0.000 claims description 30
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K potassium phosphate Substances [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 25
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 235000019797 dipotassium phosphate Nutrition 0.000 claims description 15
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 12
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 10
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 5
- 229910000404 tripotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000019798 tripotassium phosphate Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 50
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 33
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 description 25
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 22
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 18
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 17
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 13
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 9
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 description 8
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 8
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 8
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 6
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 6
- 239000010413 mother solution Substances 0.000 description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 5
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 235000002566 Capsicum Nutrition 0.000 description 4
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 4
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 description 3
- 235000021533 Beta vulgaris Nutrition 0.000 description 3
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- 235000011331 Brassica Nutrition 0.000 description 3
- 241000219198 Brassica Species 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 240000008574 Capsicum frutescens Species 0.000 description 3
- 241000219112 Cucumis Species 0.000 description 3
- 235000010071 Cucumis prophetarum Nutrition 0.000 description 3
- 241000219122 Cucurbita Species 0.000 description 3
- 244000000626 Daucus carota Species 0.000 description 3
- 235000002767 Daucus carota Nutrition 0.000 description 3
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 3
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 3
- 241000208818 Helianthus Species 0.000 description 3
- 235000003228 Lactuca sativa Nutrition 0.000 description 3
- 240000008415 Lactuca sativa Species 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 3
- 235000002634 Solanum Nutrition 0.000 description 3
- 241000207763 Solanum Species 0.000 description 3
- 241000219315 Spinacia Species 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001390 capsicum minimum Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 3
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 description 2
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 2
- 235000006008 Brassica napus var napus Nutrition 0.000 description 2
- 240000008100 Brassica rapa Species 0.000 description 2
- 235000006618 Brassica rapa subsp oleifera Nutrition 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000127993 Elaeis melanococca Species 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001230286 Narenga Species 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000001599 direct drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 2
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 235000021251 pulses Nutrition 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000003407 synthetizing effect Effects 0.000 description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 2
- 241001075517 Abelmoschus Species 0.000 description 1
- 241000208140 Acer Species 0.000 description 1
- 241000219068 Actinidia Species 0.000 description 1
- 235000011624 Agave sisalana Nutrition 0.000 description 1
- 244000198134 Agave sisalana Species 0.000 description 1
- 241000209136 Agropyron Species 0.000 description 1
- 240000007241 Agrostis stolonifera Species 0.000 description 1
- 241000234282 Allium Species 0.000 description 1
- 241000219318 Amaranthus Species 0.000 description 1
- 241000380131 Ammophila arenaria Species 0.000 description 1
- 235000003840 Amygdalus nana Nutrition 0.000 description 1
- 244000296825 Amygdalus nana Species 0.000 description 1
- 244000099147 Ananas comosus Species 0.000 description 1
- 235000007119 Ananas comosus Nutrition 0.000 description 1
- 235000007755 Annona Nutrition 0.000 description 1
- 235000011518 Annona purpurea Nutrition 0.000 description 1
- 240000006199 Annona purpurea Species 0.000 description 1
- 235000002764 Apium graveolens Nutrition 0.000 description 1
- 240000007087 Apium graveolens Species 0.000 description 1
- 235000003911 Arachis Nutrition 0.000 description 1
- 244000105624 Arachis hypogaea Species 0.000 description 1
- 244000018217 Artocarpus elasticus Species 0.000 description 1
- 235000005340 Asparagus officinalis Nutrition 0.000 description 1
- 235000005781 Avena Nutrition 0.000 description 1
- 235000009393 Avena byzantina Nutrition 0.000 description 1
- 235000007320 Avena fatua Nutrition 0.000 description 1
- 241000209764 Avena fatua Species 0.000 description 1
- 235000018410 Avena fatua var sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000009123 Avena hybrida Nutrition 0.000 description 1
- 240000000372 Avena hybrida Species 0.000 description 1
- 235000010082 Averrhoa carambola Nutrition 0.000 description 1
- 240000006063 Averrhoa carambola Species 0.000 description 1
- 241000209128 Bambusa Species 0.000 description 1
- 244000036905 Benincasa cerifera Species 0.000 description 1
- 235000011274 Benincasa cerifera Nutrition 0.000 description 1
- 241000219164 Bertholletia Species 0.000 description 1
- 235000004480 Bombax malabaricum Nutrition 0.000 description 1
- 235000005637 Brassica campestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000014698 Brassica juncea var multisecta Nutrition 0.000 description 1
- 235000011293 Brassica napus Nutrition 0.000 description 1
- 240000000385 Brassica napus var. napus Species 0.000 description 1
- 235000011292 Brassica rapa Nutrition 0.000 description 1
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 1
- 235000008635 Cadaba farinosa Nutrition 0.000 description 1
- 241000628166 Cadaba farinosa Species 0.000 description 1
- 101100283604 Caenorhabditis elegans pigk-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 244000052707 Camellia sinensis Species 0.000 description 1
- 244000292211 Canna coccinea Species 0.000 description 1
- 235000005273 Canna coccinea Nutrition 0.000 description 1
- 235000008697 Cannabis sativa Nutrition 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 241000973255 Carex elata Species 0.000 description 1
- 235000009467 Carica papaya Nutrition 0.000 description 1
- 240000006432 Carica papaya Species 0.000 description 1
- 240000004927 Carissa macrocarpa Species 0.000 description 1
- 235000001479 Carissa macrocarpa Nutrition 0.000 description 1
- 235000003255 Carthamus tinctorius Nutrition 0.000 description 1
- 244000020518 Carthamus tinctorius Species 0.000 description 1
- 241000723418 Carya Species 0.000 description 1
- 235000014036 Castanea Nutrition 0.000 description 1
- 241001070941 Castanea Species 0.000 description 1
- 244000146553 Ceiba pentandra Species 0.000 description 1
- 235000003301 Ceiba pentandra Nutrition 0.000 description 1
- 241001148660 Cenchrus sp. Species 0.000 description 1
- 240000006740 Cichorium endivia Species 0.000 description 1
- 235000018536 Cichorium endivia Nutrition 0.000 description 1
- 244000241235 Citrullus lanatus Species 0.000 description 1
- 235000009831 Citrullus lanatus Nutrition 0.000 description 1
- 241000207199 Citrus Species 0.000 description 1
- 206010053567 Coagulopathies Diseases 0.000 description 1
- 241000737241 Cocos Species 0.000 description 1
- 241000723377 Coffea Species 0.000 description 1
- 244000228088 Cola acuminata Species 0.000 description 1
- 244000205754 Colocasia esculenta Species 0.000 description 1
- 235000006481 Colocasia esculenta Nutrition 0.000 description 1
- 235000007706 Corchorus sp Nutrition 0.000 description 1
- 235000002787 Coriandrum sativum Nutrition 0.000 description 1
- 244000018436 Coriandrum sativum Species 0.000 description 1
- 241000723382 Corylus Species 0.000 description 1
- 235000014493 Crataegus Nutrition 0.000 description 1
- 241001092040 Crataegus Species 0.000 description 1
- 235000015655 Crocus sativus Nutrition 0.000 description 1
- 244000124209 Crocus sativus Species 0.000 description 1
- 240000008067 Cucumis sativus Species 0.000 description 1
- 235000010799 Cucumis sativus var sativus Nutrition 0.000 description 1
- 241000219130 Cucurbita pepo subsp. pepo Species 0.000 description 1
- 235000003954 Cucurbita pepo var melopepo Nutrition 0.000 description 1
- 235000003198 Cynara Nutrition 0.000 description 1
- 241000208947 Cynara Species 0.000 description 1
- 241000522190 Desmodium Species 0.000 description 1
- 240000001008 Dimocarpus longan Species 0.000 description 1
- 235000000525 Dimocarpus longan Nutrition 0.000 description 1
- 235000005903 Dioscorea Nutrition 0.000 description 1
- 244000281702 Dioscorea villosa Species 0.000 description 1
- 235000000504 Dioscorea villosa Nutrition 0.000 description 1
- 235000011511 Diospyros Nutrition 0.000 description 1
- 241000723267 Diospyros Species 0.000 description 1
- 241000192043 Echinochloa Species 0.000 description 1
- 235000001950 Elaeis guineensis Nutrition 0.000 description 1
- 235000018060 Elaeis melanococca Nutrition 0.000 description 1
- 235000006893 Elaeis sp Nutrition 0.000 description 1
- 235000007349 Eleusine coracana Nutrition 0.000 description 1
- 244000078127 Eleusine coracana Species 0.000 description 1
- 241001518935 Eragrostis Species 0.000 description 1
- 235000009008 Eriobotrya japonica Nutrition 0.000 description 1
- 244000061508 Eriobotrya japonica Species 0.000 description 1
- 244000080545 Eucalyptus sp Species 0.000 description 1
- 235000006914 Eucalyptus sp Nutrition 0.000 description 1
- 235000013420 Eugenia uniflora Nutrition 0.000 description 1
- 240000003813 Eugenia uniflora Species 0.000 description 1
- 235000000235 Euphoria longan Nutrition 0.000 description 1
- 235000009419 Fagopyrum esculentum Nutrition 0.000 description 1
- 240000008620 Fagopyrum esculentum Species 0.000 description 1
- 241001070947 Fagus Species 0.000 description 1
- 241000234643 Festuca arundinacea Species 0.000 description 1
- 235000008730 Ficus carica Nutrition 0.000 description 1
- 244000025361 Ficus carica Species 0.000 description 1
- 235000017317 Fortunella Nutrition 0.000 description 1
- 241000220223 Fragaria Species 0.000 description 1
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 1
- 235000008100 Ginkgo biloba Nutrition 0.000 description 1
- 244000194101 Ginkgo biloba Species 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- 235000009432 Gossypium hirsutum Nutrition 0.000 description 1
- 244000299507 Gossypium hirsutum Species 0.000 description 1
- 235000002941 Hemerocallis fulva Nutrition 0.000 description 1
- 240000009206 Hemerocallis fulva Species 0.000 description 1
- 235000005206 Hibiscus Nutrition 0.000 description 1
- 235000007185 Hibiscus lunariifolius Nutrition 0.000 description 1
- 244000284380 Hibiscus rosa sinensis Species 0.000 description 1
- 241000209219 Hordeum Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000017020 Ipomoea batatas Species 0.000 description 1
- 235000002678 Ipomoea batatas Nutrition 0.000 description 1
- 241000758789 Juglans Species 0.000 description 1
- 235000013757 Juglans Nutrition 0.000 description 1
- 241000219729 Lathyrus Species 0.000 description 1
- 240000004322 Lens culinaris Species 0.000 description 1
- 235000010666 Lens esculenta Nutrition 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- 235000018780 Luffa acutangula Nutrition 0.000 description 1
- 244000280244 Luffa acutangula Species 0.000 description 1
- 241000219745 Lupinus Species 0.000 description 1
- 241000605547 Luzula sylvatica Species 0.000 description 1
- 241000227653 Lycopersicon Species 0.000 description 1
- 235000002262 Lycopersicon Nutrition 0.000 description 1
- 244000276497 Lycopersicon esculentum Species 0.000 description 1
- 241000219816 Macrotyloma Species 0.000 description 1
- 240000003394 Malpighia glabra Species 0.000 description 1
- 235000014837 Malpighia glabra Nutrition 0.000 description 1
- 241000220225 Malus Species 0.000 description 1
- 235000000889 Mammea americana Nutrition 0.000 description 1
- 240000005984 Mammea americana Species 0.000 description 1
- 235000014826 Mangifera indica Nutrition 0.000 description 1
- 240000007228 Mangifera indica Species 0.000 description 1
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 description 1
- 240000001794 Manilkara zapota Species 0.000 description 1
- 235000011339 Manilkara zapota Nutrition 0.000 description 1
- 235000010624 Medicago sativa Nutrition 0.000 description 1
- 240000004658 Medicago sativa Species 0.000 description 1
- 241000213996 Melilotus Species 0.000 description 1
- 235000014435 Mentha Nutrition 0.000 description 1
- 241001072983 Mentha Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 241000878006 Miscanthus sinensis Species 0.000 description 1
- 235000009815 Momordica Nutrition 0.000 description 1
- 241000218984 Momordica Species 0.000 description 1
- 240000000249 Morus alba Species 0.000 description 1
- 235000008708 Morus alba Nutrition 0.000 description 1
- 241000234295 Musa Species 0.000 description 1
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 1
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 1
- 244000183278 Nephelium litchi Species 0.000 description 1
- 235000015742 Nephelium litchi Nutrition 0.000 description 1
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 1
- 241000795633 Olea <sea slug> Species 0.000 description 1
- 240000001439 Opuntia Species 0.000 description 1
- 241001446528 Ornithopus Species 0.000 description 1
- 240000001516 Oryza latifolia Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 240000008114 Panicum miliaceum Species 0.000 description 1
- 235000007199 Panicum miliaceum Nutrition 0.000 description 1
- 241001520808 Panicum virgatum Species 0.000 description 1
- 235000000370 Passiflora edulis Nutrition 0.000 description 1
- 244000288157 Passiflora edulis Species 0.000 description 1
- 240000004370 Pastinaca sativa Species 0.000 description 1
- 235000002769 Pastinaca sativa Nutrition 0.000 description 1
- 239000006002 Pepper Substances 0.000 description 1
- 241000218196 Persea Species 0.000 description 1
- 240000009164 Petroselinum crispum Species 0.000 description 1
- 235000002770 Petroselinum crispum Nutrition 0.000 description 1
- 244000081757 Phalaris arundinacea Species 0.000 description 1
- 241000219833 Phaseolus Species 0.000 description 1
- 241000746983 Phleum pratense Species 0.000 description 1
- 241000233805 Phoenix Species 0.000 description 1
- 244000273256 Phragmites communis Species 0.000 description 1
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 1
- 244000064622 Physalis edulis Species 0.000 description 1
- 235000016761 Piper aduncum Nutrition 0.000 description 1
- 240000003889 Piper guineense Species 0.000 description 1
- 235000017804 Piper guineense Nutrition 0.000 description 1
- 235000008184 Piper nigrum Nutrition 0.000 description 1
- 235000003447 Pistacia vera Nutrition 0.000 description 1
- 240000006711 Pistacia vera Species 0.000 description 1
- 241000219843 Pisum Species 0.000 description 1
- 241000209048 Poa Species 0.000 description 1
- 241000219000 Populus Species 0.000 description 1
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 1
- 241001494501 Prosopis <angiosperm> Species 0.000 description 1
- 235000011432 Prunus Nutrition 0.000 description 1
- 241000508269 Psidium Species 0.000 description 1
- 244000294611 Punica granatum Species 0.000 description 1
- 235000014360 Punica granatum Nutrition 0.000 description 1
- 235000014443 Pyrus communis Nutrition 0.000 description 1
- 240000001987 Pyrus communis Species 0.000 description 1
- 241000219492 Quercus Species 0.000 description 1
- 235000019057 Raphanus caudatus Nutrition 0.000 description 1
- 244000088415 Raphanus sativus Species 0.000 description 1
- 235000011380 Raphanus sativus Nutrition 0.000 description 1
- 235000009411 Rheum rhabarbarum Nutrition 0.000 description 1
- 244000193032 Rheum rhaponticum Species 0.000 description 1
- 235000011483 Ribes Nutrition 0.000 description 1
- 241000220483 Ribes Species 0.000 description 1
- 240000000528 Ricinus communis Species 0.000 description 1
- 235000004443 Ricinus communis Nutrition 0.000 description 1
- 241001092459 Rubus Species 0.000 description 1
- 241000921305 Salix sp. Species 0.000 description 1
- 241000208829 Sambucus Species 0.000 description 1
- 235000007238 Secale cereale Nutrition 0.000 description 1
- 244000082988 Secale cereale Species 0.000 description 1
- 241000228160 Secale cereale x Triticum aestivum Species 0.000 description 1
- 235000009367 Sesamum alatum Nutrition 0.000 description 1
- 240000000452 Sesamum alatum Species 0.000 description 1
- 235000003434 Sesamum indicum Nutrition 0.000 description 1
- 241000220261 Sinapis Species 0.000 description 1
- 244000244100 Solanum integrifolium Species 0.000 description 1
- 235000000099 Solanum integrifolium Nutrition 0.000 description 1
- 235000002560 Solanum lycopersicum Nutrition 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 240000006394 Sorghum bicolor Species 0.000 description 1
- 235000007230 Sorghum bicolor Nutrition 0.000 description 1
- 244000045719 Syzygium Species 0.000 description 1
- 235000012096 Syzygium samarangense Nutrition 0.000 description 1
- 235000012308 Tagetes Nutrition 0.000 description 1
- 241000736851 Tagetes Species 0.000 description 1
- 235000004298 Tamarindus indica Nutrition 0.000 description 1
- 240000004584 Tamarindus indica Species 0.000 description 1
- 235000006468 Thea sinensis Nutrition 0.000 description 1
- 244000299461 Theobroma cacao Species 0.000 description 1
- 235000009470 Theobroma cacao Nutrition 0.000 description 1
- 241000219793 Trifolium Species 0.000 description 1
- 235000007218 Tripsacum dactyloides Nutrition 0.000 description 1
- 244000082267 Tripsacum dactyloides Species 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 235000007264 Triticum durum Nutrition 0.000 description 1
- 235000002041 Triticum macha Nutrition 0.000 description 1
- 244000102426 Triticum macha Species 0.000 description 1
- 235000007251 Triticum monococcum Nutrition 0.000 description 1
- 240000000581 Triticum monococcum Species 0.000 description 1
- 235000007247 Triticum turgidum Nutrition 0.000 description 1
- 240000002805 Triticum turgidum Species 0.000 description 1
- 241000209143 Triticum turgidum subsp. durum Species 0.000 description 1
- 241000208241 Tropaeolum Species 0.000 description 1
- 235000018946 Tropaeolum minus Nutrition 0.000 description 1
- 240000008573 Tropaeolum minus Species 0.000 description 1
- 235000012511 Vaccinium Nutrition 0.000 description 1
- 241000736767 Vaccinium Species 0.000 description 1
- 241000219873 Vicia Species 0.000 description 1
- 241000219977 Vigna Species 0.000 description 1
- 240000009038 Viola odorata Species 0.000 description 1
- 235000013487 Viola odorata Nutrition 0.000 description 1
- 235000009392 Vitis Nutrition 0.000 description 1
- 241000219095 Vitis Species 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000007244 Zea mays Nutrition 0.000 description 1
- 241001478412 Zizania palustris Species 0.000 description 1
- 241001247821 Ziziphus Species 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 244000193174 agave Species 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000001387 apium graveolens Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010882 bottom ash Substances 0.000 description 1
- FUFJGUQYACFECW-UHFFFAOYSA-L calcium hydrogenphosphate Chemical compound [Ca+2].OP([O-])([O-])=O FUFJGUQYACFECW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001407 cinnamomum spp. Substances 0.000 description 1
- 235000020971 citrus fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000035602 clotting Effects 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 235000019700 dicalcium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- MHJAJDCZWVHCPF-UHFFFAOYSA-L dimagnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].OP([O-])([O-])=O MHJAJDCZWVHCPF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000004879 dioscorea Nutrition 0.000 description 1
- KCIDZIIHRGYJAE-YGFYJFDDSA-L dipotassium;[(2r,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl] phosphate Chemical compound [K+].[K+].OC[C@H]1O[C@H](OP([O-])([O-])=O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O KCIDZIIHRGYJAE-YGFYJFDDSA-L 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000008995 european elder Nutrition 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 235000004426 flaxseed Nutrition 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000004459 forage Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 235000021374 legumes Nutrition 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H magnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 description 1
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 235000005739 manihot Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 235000019785 monomagnesium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001739 pinus spp. Substances 0.000 description 1
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 150000003112 potassium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001380 potassium hypophosphite Inorganic materials 0.000 description 1
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 235000014774 prunus Nutrition 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 210000000614 rib Anatomy 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05B—PHOSPHATIC FERTILISERS
- C05B7/00—Fertilisers based essentially on alkali or ammonium orthophosphates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05B—PHOSPHATIC FERTILISERS
- C05B11/00—Fertilisers produced by wet-treating or leaching raw materials either with acids in such amounts and concentrations as to yield solutions followed by neutralisation, or with alkaline lyes
- C05B11/04—Fertilisers produced by wet-treating or leaching raw materials either with acids in such amounts and concentrations as to yield solutions followed by neutralisation, or with alkaline lyes using mineral acid
- C05B11/10—Fertilisers produced by wet-treating or leaching raw materials either with acids in such amounts and concentrations as to yield solutions followed by neutralisation, or with alkaline lyes using mineral acid using orthophosphoric acid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
De huidige uitvinding betreft een werkwijze voor het winnen van een meststof omvattende kaliumzouten van fosforzuur uit plantaardig materiaal of een afgeleide ervan, waarbij de werkwijze een thermische mineralisatiestap omvat, waarbij de thermische mineralisatie een verbranding van het plantaardig materiaal of de afgeleide ervan tot as omvat, waarbij de resulterende as een gehalte kaliumoxide omvat en waarbij na aanzuring van de as kaliumzouten van fosforzuur gevormd wordt uitgaande van het aanwezige kaliumoxide, en waarbij het plantaardig materiaal plantaardig afval uit hydrocultuur of aquaponics omvat. Tevens betreft de huidige uitvinding een werkwijze voor het bemesten van planten middels een meststof verkregen uit voornoemde werkwijze.The present invention concerns a method for recovering a fertilizer comprising potassium salts of phosphoric acid from vegetable material or a derivative thereof, the method comprising a thermal mineralization step, the thermal mineralization comprising a combustion of the vegetable material or its derivative into ash, wherein the resulting ash comprises a level of potassium oxide and wherein, after acidification of the ash, potassium salts of phosphoric acid are formed from the potassium oxide present, and wherein the plant material comprises plant waste from hydroponics or aquaponics. The present invention also concerns a method for fertilizing plants using a fertilizer obtained from the aforementioned method.
Description
! BE2022/5172! BE2022/5172
WERKWIJZE VOOR DE PRODUCTIE VAN EEN MESTSTOF UIT ORGANISCHMETHOD FOR THE PRODUCTION OF A FERTILIZER FROM ORGANIC
STARTMATERIAALSTARTING MATERIAL
TECHNISCH DOMEINTECHNICAL DOMAIN
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de productie van een minerale kunstmeststof uit organisch startmateriaal.The invention relates to a method for the production of a mineral fertilizer from organic starting material.
STAND DER TECHNIEKSTATE OF THE TECHNOLOGY
Het telen van groenten en fruit levert grote hoeveelheden plantenrestafval op.Growing vegetables and fruit produces large amounts of plant waste.
Plantenresten worden verzameld tijdens het oogsten, maar eveneens doorheen het teeltproces, bijvoorbeeld bij het verzamelen van bladafval. Doorgaans dienen de telers een significant bedrag te betalen om hun plantenresten te laten ophalen na het rooien van hun kassen. Per ha serreteelt van bijvoorbeeld tomatenplanten heeft een landbouwer gemiddeld 40 ton plantenresten per jaar. Deze resten worden voornamelijk gecomposteerd of gefermenteerd. Na fermentatie, kent het bekomen digestaat dat waardevolle elementen bevat vaak een suboptimale waardering. Composteren van afval vergt echter veel opslagplaats en is een groot verlies aan energie in de vorm van warmte en CO:.Plant remains are collected during harvesting, but also throughout the cultivation process, for example when collecting leaf litter. Growers usually have to pay a significant amount to have their plant remains collected after clearing their greenhouses. Per hectare of greenhouse cultivation of tomato plants, for example, a farmer has an average of 40 tons of plant residues per year. These residues are mainly composted or fermented. After fermentation, the obtained digestate that contains valuable elements often has a suboptimal rating. However, composting waste requires a lot of storage space and involves a major loss of energy in the form of heat and CO:.
Plantenresten van verschillende gewassen hebben een hoog gehalte aan kalium. Dit wijst op zijn beurt op een hoge nood aan kalium om plantgroei, plantkwaliteit en een degelijke oogstopbrengst te verzekeren. Kalium wordt momenteel voornamelijk gewonnen uit eindige buitenlandse kaliumchloridemijnen doormiddel van een energie- intensief proces.Plant residues from various crops have a high potassium content. This in turn indicates a high need for potassium to ensure plant growth, plant quality and a decent crop yield. Potassium is currently mainly extracted from finite foreign potassium chloride mines through an energy-intensive process.
Een gekende werkwijze om een alternatieve bron aan kalium te bekomen is het recupereren van kalium uit assen van verschillende soorten biomassa.A known method to obtain an alternative source of potassium is to recover potassium from ashes of different types of biomass.
Dergelijke werkwijze is onder meer gekend uit CN100378040C. CN100378040C beschrijft een werkwijze voor de productie van een fosfor en kalium bevattende meststof van stengelas uit een energiecentrale.Such a method is known, among others, from CN100378040C. CN100378040C describes a method for the production of a phosphorus and potassium containing fertilizer from stem ash from a power plant.
CN103966879 maakt een verbranding van stro bekend, waarbij de bekomen as gekookt wordt met fosforzuur om een vloeibare meststof te bekomen. JP2010120814 heeft betrekking op een meststof waarin fosforzuur is gemengd met palmas. JPH11157975 beschrijft methode voor de productie van een chemische meststof die eenCN103966879 discloses a burning of straw, in which the resulting ash is boiled with phosphoric acid to obtain a liquid fertilizer. JP2010120814 concerns a fertilizer in which phosphoric acid is mixed with palm ash. JPH11157975 describes method for production of a chemical fertilizer containing a
2 BE2022/5172 kaliumcomponent en een fosforzuurcomponent bevat. US2008098782 beschrijft een fosfaat/kaliumhoudende samengestelde meststof die bepaalde bestanddelen bevat die zijn afgeleid van moeilijk oplosbare fosfaten in een verbrand asresidu van kippenuitwerpselen door toevoeging van een zuur en dergelijke aan het asresidu om daarmee te reageren en die fosfaten grotendeels om te zetten in werkzame bestanddelen. Song, et al. beschrijven de combinatie van biochar en anaerobe vergisting voor het bekomen van een circulair landbouwmodel2 BE2022/5172 contains a potassium component and a phosphoric acid component. US2008098782 describes a phosphate/potassium compound fertilizer containing certain components derived from sparingly soluble phosphates in a burnt ash residue of chicken feces by adding an acid or the like to the ash residue to react therewith and largely convert those phosphates into active ingredients. Song, et al. describe the combination of biochar and anaerobic digestion to achieve a circular agricultural model
Gekende werkwijzen bieden echter geen mogelijkheden voor het toepassen van circulaire landbouw, waarbij hoogwaardige kaliummeststoffen zoals mono-, di- en trikaliumfosfaat bekomen kunnen worden. Vaak zijn gekende werkwijzen tevens zeer energie-intensief.However, known methods do not offer opportunities for applying circular agriculture, where high-quality potassium fertilizers such as mono-, di- and tripotassium phosphate can be obtained. Known methods are often also very energy intensive.
Bovendien is het toepassen van assen rechtstreeks als meststof moeilijk door enerzijds het hoge stofgehalte en anderzijds door de ongewenste secundaire elementen van de assen. Bovendien bezitten de assen vaak een gehalte aan zware metalen dat ongewenst is bij vele plantentelers.Moreover, the use of ash directly as fertilizer is difficult due to the high dust content on the one hand and the undesirable secondary elements of the ash on the other. In addition, the ash often contains a heavy metal content that is undesirable for many plant growers.
Er is dus nog steeds nood aan een verbeterde werkwijze voor het winnen van kalium bevattende meststoffen uit bestaande afval- en restbronnen uit de landbouwsector zodat duurzame landbouwpraktijken kunnen nagestreefd worden. De huidige uitvinding beoogt een oplossing te vinden voor tenminste enkele van bovenvermelde problemen.There is therefore still a need for an improved method for extracting potassium-containing fertilizers from existing waste and residual sources from the agricultural sector so that sustainable agricultural practices can be pursued. The present invention aims to find a solution for at least some of the above-mentioned problems.
SAMENVATTING VAN DE UITVINDINGSUMMARY OF THE INVENTION
In een eerste aspect betreft de huidige uitvinding een werkwijze volgens conclusie 1.In a first aspect, the present invention concerns a method according to claim 1.
Deze werkwijze is bijzonder voordelig omdat de bekomen meststof kaliumzouten van fosforzuur omvat, die hoogwaardige meststoffen zijn en gebruikt worden als bron voor fosfor en kalium. Kaliumzouten van fosforzuur zijn meststoffen die in de irrigatie en in het bijzonder in de hydrocultuur irrigatie cruciaal is. Kaliumzouten van fosforzuur, zoals mono- en dikaliumfosfaat worden door landbouwers en plantentelers het hele jaar door en voor nagenoeg elk gewas als meststof gebruikt. MKP is matig zuur en heeft daardoor een bufferende werking. Dikaliumfosfaat heeft een hoge oplosbaarheid in water.This method is particularly advantageous because the fertilizer obtained contains potassium salts of phosphoric acid, which are high-quality fertilizers and are used as a source of phosphorus and potassium. Potassium salts of phosphoric acid are fertilizers that are crucial in irrigation and in particular in hydroponic irrigation. Potassium salts of phosphoric acid, such as mono- and dipotassium phosphate, are used as fertilizer by farmers and plant growers all year round and for almost every crop. MKP is moderately acidic and therefore has a buffering effect. Dipotassium phosphate has a high solubility in water.
Bovendien zorgt de thermische mineralisatie ervoor dat de resulterende assen, in tegenstelling tot assen bekomen door vergassing, geen inerte koolstofmatrix bevatten die de nutriëntenwaarde doet dalen.Furthermore, thermal mineralization ensures that the resulting ash, unlike ash obtained by gasification, does not contain an inert carbon matrix that reduces the nutrient value.
Voorkeursvormen van de werkwijze worden weergegeven in conclusies 2 tot en met 16.Preferred forms of the method are shown in claims 2 to 16.
3 BE2022/51723 BE2022/5172
Een specifieke voorkeursvorm betreft de werkwijze volgens conclusie 12.A specific preferred form concerns the method according to claim 12.
Deze specifieke voorkeursvorm is voordelig omdat plantaardig materiaal geteeld in hydrocultuur een heel constante samenstelling heeft vanwege het strak bemestingsschema. Daarbij kan er uitgesloten worden dat er zware metalen of andere contaminanten worden opgenomen aangezien de planten niet in volle grond staan maar op substraat. Gezien de zuivere aard van het plantaardig materiaal verkregen uit hydrocultuur leent deze biomassa zich perfect als grondstof voor een meststof.This specific preferred form is advantageous because plant material grown in hydroponics has a very constant composition due to the strict fertilization schedule. It can be ruled out that heavy metals or other contaminants are absorbed since the plants are not in open ground but on substrate. Given the pure nature of the plant material obtained from hydroponics, this biomass is perfect as a raw material for fertilizer.
In een tweede aspect betreft de uitvinding een werkwijze volgens conclusie 17.In a second aspect, the invention concerns a method according to claim 17.
De werkwijze is voordelig omdat de werkwijze circulaire landbouw creëert als antwoord op de behoeften van duurzame landbouw. Binnen dit kader van de circulaire economie biedt het hergebruik van afvalproducten onder de vorm van circulaire meststoffen als input voor gewassen nieuwe kansen om de kringlopen in de landbouw te sluiten.The method is beneficial because the method creates circular agriculture in response to the needs of sustainable agriculture. Within this framework of the circular economy, the reuse of waste products in the form of circular fertilizers as input for crops offers new opportunities to close agricultural cycles.
Een voorkeursvorm van de werkwijze worden weergegeven in conclusie 18.A preferred form of the method is shown in claim 18.
BESCHRIJVING VAN DE FIGURENDESCRIPTION OF THE FIGURES
Figuur 1A, 1B en 1C tonen een schematische weergave van een werkwijze volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding.Figures 1A, 1B and 1C show a schematic representation of a method according to an embodiment of the present invention.
GEDETAILLEERDE BESCHRIJVINGDETAILED DESCRIPTION
Tenzij anders gedefinieerd hebben alle termen die gebruikt worden in de beschrijving van de uitvinding, ook technische en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals ze algemeen begrepen worden door de vakman in het technisch veld van de uitvinding.Unless otherwise defined, all terms used in the description of the invention, including technical and scientific terms, have the meanings commonly understood by those skilled in the art of the invention.
Voor een betere beoordeling van de beschrijving van de uitvinding, worden de volgende termen expliciet uitgelegd. “Een”, “de” en “het” refereren in dit document aan zowel het enkelvoud als het meervoud tenzij de context duidelijk anders veronderstelt. Bijvoorbeeld, “een segment” betekent een of meer dan een segment.For a better appreciation of the description of the invention, the following terms are explicitly explained. “A”, “the” and “het” in this document refer to both the singular and the plural unless the context clearly suggests otherwise. For example, “a segment” means one or more than one segment.
De termen “omvatten”, “omvattende”, “bestaan uit”, “bestaande uit”, “voorzien van”, “bevatten”, “bevattende”, “behelzen”, “behelzende”, “inhouden”, “inhoudende” zijn synoniemen en zijn inclusieve of open termen die de aanwezigheid van wat volgtThe terms “comprise”, “comprising”, “consist of”, “consisting of”, “providing”, “containing”, “containing”, “containing”, “containing”, “containing”, “containing” are synonyms and are inclusive or open terms that indicate the presence of what follows
4 BE2022/5172 aanduiden, en die de aanwezigheid niet uitsluiten of beletten van andere componenten, kenmerken, elementen, leden, stappen, gekend uit of beschreven in de stand der techniek.4 BE2022/5172, and which do not exclude or prevent the presence of other components, features, elements, members, steps, known from or described in the prior art.
Het citeren van numerieke intervallen door de eindpunten omvat alle gehele getallen, breuken en/of reële getallen tussen de eindpunten, deze eindpunten inbegrepen.Quoting numerical intervals through the endpoints includes all integers, fractions, and/or real numbers between the endpoints, including these endpoints.
De termen “monokaliumfosfaat”, “kaliumdiwaterstoffosfaat”, "MKP” en “KH2PO4”, zoals gebruikt in de tekst, zijn synoniemen en refereren naar het kaliumzout van fosforzuur met molecuulformule KH2POa.The terms “monopotassium phosphate”, “potassium dihydrogen phosphate”, “MKP” and “KH2PO4”, as used in the text, are synonyms and refer to the potassium salt of phosphoric acid with molecular formula KH2POa.
De termen “indampen” en “concentreren”, zoals gebruikt in de tekst, zijn synoniemen en refereren naar een proces, waarbij componenten die opgelost zijn in een oplosmiddel geconcentreerd worden door het oplosmiddel gedeeltelijk of volledig te verdampen.The terms “evaporation” and “concentration”, as used in the text, are synonyms and refer to a process in which components dissolved in a solvent are concentrated by partially or completely evaporating the solvent.
In een eerste aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor het winnen van een meststof omvattende kaliumzouten van fosforzuur uit plantaardig materiaal of een afgeleide ervan.In a first aspect, the invention concerns a method for recovering a fertilizer comprising potassium salts of phosphoric acid from vegetable material or a derivative thereof.
Kaliumzouten van fosforzuur omvatten monokaliumfosfaat (KH2PO4), dikaliumfosfaat (K2HPO2) en/of trikaliumfosfaat (K3PO4), bij voorkeur monokaliumfosfaat (KH2PO4) en/of dikaliumfosfaat (K2HPO4).Potassium salts of phosphoric acid include monopotassium phosphate (KH2PO4), dipotassium phosphate (K2HPO2) and/or tripotassium phosphate (K3PO4), preferably monopotassium phosphate (KH2PO4) and/or dipotassium phosphate (K2HPO4).
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de werkwijze een thermische mineralisatiestap, waarbij de thermische mineralisatie een verbranding van het plantaardig materiaal of de afgeleide ervan tot as omvat, waarbij de resulterende as een gehalte kaliumoxide omvat en waarbij na aanzuring van de as kaliumzouten van fosforzuur gevormd wordt uitgaande van het kaliumoxide.According to a preferred embodiment, the method comprises a thermal mineralization step, wherein the thermal mineralization comprises a combustion of the plant material or its derivative into ash, wherein the resulting ash contains a potassium oxide content and wherein, after acidification of the ash, potassium salts of phosphoric acid are formed from of the potassium oxide.
Bij voorkeur is het plantaardig materiaal afkomstig van rest- en afvalbronnen uit de landbouwsector. Plantaardig materiaal wordt verzameld en gebruikt voor het winnen van een minerale meststof rijk aan kalium, meer bepaald monokaliumfosfaat. Hierbij wordt het plantaardig materiaal onderworpen aan een thermische mineralisatie, omvattende een verbranding van het plantaardig materiaal tot as. De resulterende as omvat kalium onder de vorm van kaliumoxide (K20) door contact met CO: in de lucht.Preferably, the plant material comes from residual and waste sources from the agricultural sector. Plant material is collected and used to extract a mineral fertilizer rich in potassium, more specifically monopotassium phosphate. The plant material is hereby subjected to thermal mineralization, comprising combustion of the plant material into ash. The resulting ash includes potassium in the form of potassium oxide (K20) through contact with CO: in the air.
De resulterende as wordt onderworpen aan een aanzuring, waarbij kaliumoxide omgezet wordt in kaliumzouten van fosforzuur volgens onder andere volgende reacties:The resulting ash is subjected to acidification, during which potassium oxide is converted into potassium salts of phosphoric acid according to, among others, the following reactions:
K,0 + 2H3PO, > 2KH,P0, + H,O (1)K,0 + 2H3PO, > 2KH,P0, + H,O (1)
> BE2022/5172> BE2022/5172
K,0 + H3PO, > K,HPO, + H,0 (2)K,0 + H3PO, > K,HPO, + H,0 (2)
Deze werkwijze is bijzonder voordelig omdat de bekomen meststof kaliumzouten van fosforzuur, zoals mono- en dikaliumfosfaat, omvat, dat hoogwaardige meststoffen zijn en gebruikt worden als bron voor fosfor en kalium. Kaliumzouten van fosforzuur zoalsThis method is particularly advantageous because the resulting fertilizer contains potassium salts of phosphoric acid, such as mono- and dipotassium phosphate, which are high-quality fertilizers and are used as a source of phosphorus and potassium. Potassium salts of phosphoric acid such as
MKP zijn meststoffen die in de irrigatie en in het bijzonder de hydrocultuur irrigatie cruciaal zijn. Kaliumzouten van fosforzuur zoals MKP worden door landbouwers en plantentelers het hele jaar door en voor nagenoeg elk gewas als meststof gebruikt. MKP is matig zuur en heeft daardoor een bufferende werking. MKP heeft een hoge zuiverheidsgraad en kent talrijke industriële toepassingen. Dikaliumfosfaat heeft een hoge oplosbaarheid in water. Bovendien zorgt de thermische mineralisatie ervoor dat de resulterende assen, in tegenstelling tot assen bekomen door vergassing, geen inerte koolstofmatrix bevatten die de nutriëntenwaarde doet dalen.MKP are fertilizers that are crucial in irrigation and in particular hydroponic irrigation. Potassium salts of phosphoric acid such as MKP are used as fertilizer by farmers and plant growers all year round and for almost every crop. MKP is moderately acidic and therefore has a buffering effect. MKP has a high degree of purity and has numerous industrial applications. Dipotassium phosphate has a high solubility in water. Furthermore, thermal mineralization ensures that the resulting ash, unlike ash obtained by gasification, does not contain an inert carbon matrix that reduces the nutrient value.
Hoewel de thermische mineralisatie rechtstreeks op het plantaardig materiaal kan gebeuren mits droging van het plantaardig materiaal, zal er volgens een uitvoeringsvorm voorafgaand aan de thermische mineralisatie een vergistingsstap van het plantaardig materiaal plaatsvinden, bij voorkeur een anaerobe vergistingsstap, waarbij, onder zuurstofloze omstandigheden, organische stoffen worden omgezet naar onder andere digestaat, methaan en koolstofdioxide (COz) door micro-organismen. Bij voorkeur zijn de micro-organismen gekozen uit de lijst van acidogenen, acetogenen en methanogenen. Bij voorkeur gaat de anaerobe vergisting door in een gesloten reactievat, meer bij voorkeur in batch-, fedbatch- of continucultuur, nog meer bij voorkeur in een continu gemengde vergister (CSTR). Anaerobe vergisting is voordelig omdat anaerobe vergisting, in tegenstelling tot composteren, weinig opslagplaats vergt.Although the thermal mineralization can take place directly on the plant material provided that the plant material is dried, according to one embodiment, a fermentation step of the plant material will take place prior to the thermal mineralization, preferably an anaerobic fermentation step, in which, under oxygen-free conditions, organic substances are converted into digestate, methane and carbon dioxide (CO2) by micro-organisms. Preferably the micro-organisms are selected from the list of acidogens, acetogens and methanogens. Preferably, the anaerobic fermentation takes place in a closed reaction vessel, more preferably in batch, fedbatch or continuous culture, even more preferably in a continuously mixed digester (CSTR). Anaerobic digestion is advantageous because, unlike composting, anaerobic digestion requires little storage space.
Bovendien kan er energie, in de vorm van methaan, gewonnen worden, waaruit warmte en CO2 geproduceerd kan worden. Vergisting is tevens voordelig omdat het digestaat ervan, in tegen stelling tot compost, thermisch te mineraliseren is.In addition, energy in the form of methane can be extracted, from which heat and CO2 can be produced. Fermentation is also advantageous because its digestate, unlike compost, can be thermally mineralized.
Het plantaardig materiaal kan voorafgaande aan de thermische mineralisatie eveneens volgens een uitvoeringsvorm ingekuild of ingebaald worden om het plantaardig materiaal op korte termijn of langdurig te bewaren. In een verdere uitvoeringsvorm gebeurt het inkuilen in vaten met een volume tussen 10 en 100 liter, waarbij het plantaardig materiaal vrijwaard wordt van zuurstof. Hierdoor kan in de kuilen of balen anaerobe vergisting plaatsvinden, waarbij, onder zuurstofloze omstandigheden, organische stoffen worden omgezet naar onder andere digestaat, methaan en koolstofdioxide (CO2) door micro-organismen.The plant material can also be ensiled or baled prior to thermal mineralization in accordance with one embodiment in order to preserve the plant material in the short term or long term. In a further embodiment, ensiling is done in barrels with a volume between 10 and 100 liters, whereby the plant material is protected from oxygen. This allows anaerobic fermentation to take place in the pits or bales, whereby organic substances are converted into, among other things, digestate, methane and carbon dioxide (CO2) by micro-organisms under oxygen-free conditions.
6 BE2022/51726 BE2022/5172
Nog volgens een uitvoeringsvorm vindt een ontwateringsstap van het digestaat plaats, waarbij het digestaat gedroogd wordt en waarbij een droog digestaat bekomen wordt.In another embodiment, a dewatering step of the digestate takes place, during which the digestate is dried and a dry digestate is obtained.
Bij voorkeur omvat de ontwateringsstap het centrifugeren en het drogen van het digestaat maar het zal duidelijk zijn voor de geschoolde vakman dat ook andere werkwijzen mogelijk zijn. In een voorkeursvorm wordt het digestaat droog verbrand zodat een hogere verbrandingstemperatuur ontstaat en zodat er minder rookontwikkeling is tijdens de verbranding.Preferably, the dewatering step includes centrifuging and drying the digestate, but it will be apparent to the skilled artisan that other methods are also possible. In a preferred form, the digestate is burned dry, resulting in a higher combustion temperature and less smoke development during combustion.
Het drogen bestaat volgens een uitvoeringsvorm uit directe droging met lucht. Directe droging kan uitgevoerd worden in een trommeldroger, spoeldroger, tunneldroger, banddroger, wervelbeddroger, pneumatische droger of schudbeddroger. Volgens een andere uitvoeringsvorm bestaat het drogen uit indirecte droging door opwarming met stoom en/of thermische olie. Indirecte droging kan uitgevoerd worden in een contactdroger, stoomdroger of vriesdroger.According to one embodiment, the drying consists of direct drying with air. Direct drying can be carried out in a drum dryer, coil dryer, tunnel dryer, belt dryer, fluidized bed dryer, pneumatic dryer or shaking bed dryer. According to another embodiment, the drying consists of indirect drying by heating with steam and/or thermal oil. Indirect drying can be carried out in a contact dryer, steam dryer or freeze dryer.
Bij het anaerobe vergistingsproces zal methaangas ontstaan. Volgens een uitvoeringsvorm wordt het methaangas verkregen bij de anaerobe vergisting gebruikt als energiebron voor het aandrijven van de ontwateringsstap of droogstap. Zo kunnen de assen zo energieneutraal mogelijk geproduceerd worden.The anaerobic fermentation process will produce methane gas. According to one embodiment, the methane gas obtained during anaerobic digestion is used as an energy source for driving the dewatering step or drying step. This way, the axles can be produced as energy-neutral as possible.
Volgens een uitvoeringsvorm wordt het droge digestaat voorafgaand aan de verbranding gemengd met gedroogd plantenmateriaal, zodat een co-verbranding van gedroogd digestaat en gedroogd plantenmateriaal bekomen wordt om de brandbaarheid van het droge pure digestaat te verhogen.According to one embodiment, the dry digestate is mixed with dried plant material prior to combustion, so that co-combustion of dried digestate and dried plant material is achieved to increase the flammability of the dry pure digestate.
Volgens een uitvoeringsvorm wordt tijdens de thermische mineralisatiestap zowel vliegas als bodemas verzameld.According to one embodiment, both fly ash and bottom ash are collected during the thermal mineralization step.
Volgens een uitvoeringsvorm wordt de resulterende as tijdens de aanzuring gemengd met water en fosforzuur (H3PO4) of een waterige H3PO4-oplossing tot een pH bereikt wordt gelegen tussen 2 en 10.According to one embodiment, the resulting ash is mixed with water and phosphoric acid (H3PO4) or an aqueous H3PO4 solution during acidification until a pH between 2 and 10 is reached.
In een mogelijke uitvoeringsvorm zullen voorafgaand aan de aanzuring met fosforzuur de opgeloste assen voorafgaand gescheiden worden in een separator waarbij een vaste (slurry) en een vloeibare fractie (moederloog of moederoplossing) gescheiden worden, en waarbij de vloeibare fractie wordt aangezuurd. In een alternatieve vorm worden de assen meteen aangezuurd met fosforzuur of een waterige fosforzuuroplossing, zonder voorafgaande scheiding.In a possible embodiment, prior to acidification with phosphoric acid, the dissolved ash will be separated in a separator in which a solid (slurry) and a liquid fraction (mother liquor or mother solution) are separated, and the liquid fraction is acidified. In an alternative form, the ashes are immediately acidified with phosphoric acid or an aqueous phosphoric acid solution, without prior separation.
7 BE2022/51727 BE2022/5172
Volgens een voorkeursvorm gebeurt de aanzuring tot een pH tussen 2 en 5,5 bereikt is, bij voorkeur tussen 3 en 5, nog meer bij voorkeur tussen 4 en 5. Gebleken is dat een verlaging van de pH tot binnen deze pH-range zorgt voor de hoogst mogelijke opbrengst aan KH2POa.According to a preferred form, acidification takes place until a pH between 2 and 5.5 is reached, preferably between 3 and 5, even more preferably between 4 and 5. It has been found that a lowering of the pH to within this pH range ensures the highest possible yield of KH2POa.
Gebleken is dat een verlaging van de pH tot binnen deze pH-range zorgt voor de hoogst mogelijke opbrengst aan KH2PO4. Volgens een nog verdere uitvoeringsvorm wordt de vloeibare fractie ingedampt en overgebracht naar een kristallisator waar de oplossing wordt uitgekristalliseerd, waarbij KHzPO4-kristallen bekomen worden. De vloeibare fractie kan optioneel worden gefilterd middels een filter om de laatste onzuiverheden eruit te filteren. Nadien Bij voorkeur worden de bekomen KH:2PO4 kristallen gecentrifugeerd en koud gewassen teneinde onzuiverheden op het oppervlak te voorkomen.It has been found that lowering the pH to within this pH range ensures the highest possible yield of KH2PO4. According to a still further embodiment, the liquid fraction is evaporated and transferred to a crystallizer where the solution is crystallized, thereby obtaining KH2PO4 crystals. The liquid fraction can optionally be filtered through a filter to filter out the last impurities. Afterwards, the obtained KH:2PO4 crystals are preferably centrifuged and washed cold in order to prevent impurities on the surface.
Het bekomen van kristallen is voordelig omdat de meststof zo de hoogst mogelijke zuiverheid aan KH2PO4 bezit, aangezien tijdens kristallisatie een vaste stof gevormd wordt met een geordende kristalstructuur, waar geen onzuiverheden in passen, die nodig is om een 100% wateroplosbare kunstmeststof te bekomen.Obtaining crystals is advantageous because the fertilizer has the highest possible purity of KH2PO4, since during crystallization a solid is formed with an ordered crystal structure, which does not accommodate any impurities, which is necessary to obtain a 100% water-soluble fertilizer.
Volgens een uitvoeringsvorm wordt de energie verkregen bij de thermische mineralisatie gebruikt als energiebron voor het aandrijven van het indampen, drogen en/of kristalliseren van de aangezuurde oplossing. Zo kunnen de kristallen zo energieneutraal mogelijk geproduceerd worden.According to one embodiment, the energy obtained during thermal mineralization is used as an energy source for driving the evaporation, drying and/or crystallization of the acidified solution. This way, the crystals can be produced as energy-neutral as possible.
Volgens een equivalente uitvoeringsvorm wordt de aangezuurde oplossing onderworpen aan pulsverbranding of sproeidrogen, waarbij KH2PO4 poeder bekomen wordt.According to an equivalent embodiment, the acidified solution is subjected to pulse combustion or spray drying, whereby KH2PO4 powder is obtained.
Pulsverbranding en sproeidrogen vergen minder energie in vergelijking met het indampen en uitkristalliseren van de aangezuurde oplossing, dit kan toegepast worden wanneer de energie opgewekt bij de verbranding van het plantaardig materiaal of digestaat te weinig is voor het dekken van de energiebehoefte van het indampen en uitkristalliseren van de aangezuurde oplossing. Bij voorkeur bezit het bekomen KHzPO4 poeder minstens 60% KH2PO4, meer bij voorkeur minstens 80% KH2PO4, nog meer bij voorkeur 95%-99% KHzPO4.Pulse combustion and spray drying require less energy compared to evaporating and crystallizing the acidified solution. This can be applied when the energy generated during the combustion of the vegetable material or digestate is insufficient to cover the energy requirements of evaporating and crystallizing the acidified solution. The obtained KHzPO4 powder preferably contains at least 60% KH2PO4, more preferably at least 80% KH2PO4, even more preferably 95%-99% KHzPO4.
Wanneer de aanzuring gebeurt tot een pH gelegen tussen 7 en 10, bij voorkeur tussen 7 en 9, nog meer bij voorkeur tussen 7 en 8, dan wordt voornamelijk dikaliumwaterstof bekomen. Gebleken is dat een verlaging van de pH tot binnen deze pH-range zorgt voor de hoogst mogelijke concentratie aan K2HPOa4 die nog steeds in oplossing blijft. VerdereWhen acidification takes place to a pH between 7 and 10, preferably between 7 and 9, even more preferably between 7 and 8, then mainly dipotassium hydrogen is obtained. It has been found that lowering the pH to within this pH range ensures the highest possible concentration of K2HPOa4 that still remains in solution. Further
8 BE2022/5172 aanzuring en verlaging van de pH zal ervoor zorgen dat K2HPO4 omgezet wordt naar8 BE2022/5172 acidification and lowering the pH will ensure that K2HPO4 is converted to
KH2POa4, dat een lagere oplosbaarheid bezit. Vloeibare meststoffen zijn voordeliger daar de energiebehoefte nodig voor het concentreren beduidend lager is, aangezien er geen volledige indamping nodig is.KH2POa4, which has lower solubility. Liquid fertilizers are more economical as the energy requirement for concentration is significantly lower, as complete evaporation is not required.
Volgens een verdere uitvoeringsvorm wordt de vloeibare fractie geconcentreerd.According to a further embodiment, the liquid fraction is concentrated.
Volgens een uitvoeringsvorm wordt hierbij een vloeibare K2HPOa4 verkregen waarbij de minimale concentratie van K2HPO4 minstens 20, 30, 40, 50 massa%, bij voorkeur minstens 60 massa%. Volgens een andere uitvoeringsvorm wordt een K2HPOa4 oplossing verkregen waarbij de concentratie K:HPO4 gelegen is tussen, 30 en 60%, meer bij voorkeur tussen 40 en 60 massa%.According to an embodiment, a liquid K2HPOa4 is obtained in which the minimum concentration of K2HPO4 is at least 20, 30, 40, 50 mass%, preferably at least 60 mass%. According to another embodiment, a K2HPOa4 solution is obtained in which the concentration of K:HPO4 is between 30 and 60%, more preferably between 40 and 60 mass%.
Volgens een verdere uitvoeringsvorm wordt de energie verkregen bij de thermische mineralisatie gebruikt als energiebron voor het aandrijven van het concentreren van de aangezuurde oplossing. Zo kan de vloeibare meststof zo energieneutraal mogelijk geproduceerd worden, aangezien de relatief lage concentratie zorgt voor een lage energiebehoefte.According to a further embodiment, the energy obtained during the thermal mineralization is used as an energy source for driving the concentration of the acidified solution. This way, the liquid fertilizer can be produced as energy-neutral as possible, since the relatively low concentration ensures a low energy requirement.
Volgens een uitvoeringsvorm omvat de afgescheiden vaste fractie (slurry) magnesium (Mg) en calcium (Ca) onder de vorm van magnesiumfosfaat (MgHPO4, Mg(H2PO4)2 en/ofAccording to an embodiment, the separated solid fraction (slurry) comprises magnesium (Mg) and calcium (Ca) in the form of magnesium phosphate (MgHPO4, Mg(H2PO4)2 and/or
Mg3(POa4)2) of calciumfosfaat (CaHPO4, Ca(H:PO4)2 en/of Caz(PO4)2)) daar deze producten sneller neerslaan dan KH2PO4, die gebruikt kunnen worden als additieven in veevoeder of als grondstof voor organominerale of minerale meststofproductie.Mg3(POa4)2) or calcium phosphate (CaHPO4, Ca(H:PO4)2 and/or Caz(PO4)2)) as these products precipitate faster than KH2PO4, which can be used as additives in animal feed or as raw material for organomineral or mineral fertilizer production.
Volgens een uitvoeringsvorm kan kaliumsilicaat K2SiO03 toegevoegd worden na het aanzuren met fosforzuur of een waterige H3PO4-oplossing om de overige hoeveelheden calcium (Ca) en magnesium (Mg) neer te slaan als calciumsilicaat en magnesiumsilicaat uit de oplossing of moederoplossing. Op deze manier zal het fosfor uit het toegevoegde fosforzuur niet binden aan magnesium en calcium en wordt de moederoplossing eveneens zuiverder voor de aansluitende concentratie.According to an embodiment, potassium silicate K2SiO03 can be added after acidification with phosphoric acid or an aqueous H3PO4 solution to precipitate the remaining amounts of calcium (Ca) and magnesium (Mg) as calcium silicate and magnesium silicate from the solution or mother solution. In this way, the phosphorus from the added phosphoric acid will not bind to magnesium and calcium and the mother solution also becomes purer for the subsequent concentration.
Volgens een voorkeursvorm is het plantaardig materiaal afkomstig van landbouw- en/of tuinbouwgewassen. Bij voorkeur omvat het plantaardig materiaal plantaardig afval of resten afkomstig van landbouw- en/of tuinbouwgewassen.According to a preferred form, the plant material originates from agricultural and/or horticultural crops. Preferably, the plant material comprises plant waste or residues from agricultural and/or horticultural crops.
De huidige werkwijze is bijzonder geschikt voor eenzaadlobbige en tweezaadlobbige planten, waaronder voeder- of voederleguminosen, sierplanten, voedselgewassen, bomen of struiken. Bij voorkeur is het plantaardig materiaal afkomstig van een plantThe current method is particularly suitable for monocotyledonous and dicotyledonous plants, including forage or fodder legumes, ornamental plants, food crops, trees or shrubs. Preferably the vegetable material comes from a plant
3 BE2022/5172 gekozen uit de lijst van Acer spp., Actinidia spp., Abelmoschus spp., Agave sisalana,3 BE2022/5172 selected from the list of Acer spp., Actinidia spp., Abelmoschus spp., Agave sisalana,
Agropyron spp., Agrostis stolonifera, Allium spp., Amaranthus spp., Ammophila arenaria, Ananas comosus, Annona Spp., Apium graveolens, Arachis spp., Artocarpus spp., Asparagus officinalis, Avena spp. (e.g. Avena sativa, Avena fatua, Avena byzantina, Avena fatua var. sativa, Avena hybrida), Averrhoa carambola, Bambusa Sp.,Agropyron spp., Agrostis stolonifera, Allium spp., Amaranthus spp., Ammophila arenaria, Ananas comosus, Annona Spp., Apium graveolens, Arachis spp., Artocarpus spp., Asparagus officinalis, Avena spp. (e.g. Avena sativa, Avena fatua, Avena byzantina, Avena fatua var. sativa, Avena hybrida), Averrhoa carambola, Bambusa Sp.,
Benincasa hispida, Bertholletia excelsea, Beta vulgaris, Brassica spp. (e.g. Brassica napus, Brassica rapa ssp. [canola, oilseed rape, turnip rape]), Cadaba farinosa, Camellia sinensis, Canna indica, Cannabis sativa, Capsicum spp., Carex elata, Carica papaya,Benincasa hispida, Bertholletia excelsea, Beta vulgaris, Brassica spp. (e.g. Brassica napus, Brassica rapa ssp. [canola, oilseed rape, turnip rape]), Cadaba farinosa, Camellia sinensis, Canna indica, Cannabis sativa, Capsicum spp., Carex elata, Carica papaya,
Carissa macrocarpa, Carya spp. , Carthamus tinctorius, Castanea spp., Ceiba pentandra,Carissa macrocarpa, Carya spp. , Carthamus tinctorius, Castanea spp., Ceiba pentandra,
Cichorium endivia, Cinnamomum spp., Citrullus lanatus, Citrus spp., Cocos spp., Coffea spp., Colocasia esculenta, Cola spp., Corchorus sp., Coriandrum sativum, Corylus spp.,Cichorium endivia, Cinnamomum spp., Citrullus lanatus, Citrus spp., Cocos spp., Coffea spp., Colocasia esculenta, Cola spp., Corchorus sp., Coriandrum sativum, Corylus spp.,
Crataegus spp., Crocus sativus, Cucurbita spp., Cucumis spp., Cynara spp., Daucus carota, Desmodium spp., Dimocarpus longan, Dioscorea spp., Diospyros sSpp.,Crataegus spp., Crocus sativus, Cucurbita spp., Cucumis spp., Cynara spp., Daucus carota, Desmodium spp., Dimocarpus longan, Dioscorea spp., Diospyros sSpp.,
Echinochloa spp., Elaeis sp. (e.g. Elaeis guineensis, Elaeis oleifera), Eleusine coracana,Echinochloa spp., Elaeis sp. (e.g. Elaeis guineensis, Elaeis oleifera), Eleusine coracana,
Eragrostis tef, Erianthus sp., Eriobotrya japonica, Eucalyptus sp., Eugenia uniflora,Eragrostis female, Erianthus sp., Eriobotrya japonica, Eucalyptus sp., Eugenia uniflora,
Fagopyrum spp., Fagus spp., Festuca arundinacea, Ficus carica, Fortunella spp.,Fagopyrum spp., Fagus spp., Festuca arundinacea, Ficus carica, Fortunella spp.,
Fragaria spp., Ginkgo biloba, Glycine spp. (e.g. Glycine max, Soja hispida or Soja max),Fragaria spp., Ginkgo biloba, Glycine spp. (e.g. Glycine max, Soja hispida or Soja max),
Gossypium hirsutum, Helianthus spp. (e.g. Helianthus annuus), Hemerocallis fulva,Gossypium hirsutum, Helianthus spp. (e.g. Helianthus annuus), Hemerocallis fulva,
Hibiscus spp., Hordeum spp. (e.g. Hordeum vulgare), Ipomoea batatas, Juglans spp.,Hibiscus spp., Hordeum spp. (e.g. Hordeum vulgare), Ipomoea batatas, Juglans spp.,
Lactuca sativa, Lathyrus spp., Lens culinaris, Linum usitatissimum, Litchi chinensis,Lactuca sativa, Lathyrus spp., Lens culinaris, Linum usitatissimum, Litchi chinensis,
Lotus spp., Luffa acutangula, Lupinus spp., Luzula sylvatica, Lycopersicon spp. (e.g.Lotus spp., Luffa acutangula, Lupinus spp., Luzula sylvatica, Lycopersicon spp. (e.g.
Lycopersicon esculentum, Lycopersicon lycopersicum, Lycopersicon pyriforme),Lycopersicon esculentum, Lycopersicon lycopersicum, Lycopersicon pyriforme),
Macrotyloma spp., Malus spp., Malpighia emarginata, Mammea americana, Mangifera indica, Manihot spp., Manilkara zapota, Medicago sativa, Melilotus spp., Mentha spp.,Macrotyloma spp., Malus spp., Malpighia emarginata, Mammea americana, Mangifera indica, Manihot spp., Manilkara zapota, Medicago sativa, Melilotus spp., Mentha spp.,
Miscanthus sinensis, Momordica spp., Morus nigra, Musa spp., Nicotiana spp., Olea spp.,Miscanthus sinensis, Momordica spp., Morus nigra, Musa spp., Nicotiana spp., Olea spp.,
Opuntia spp., Ornithopus spp., Oryza spp. (e.g. Oryza sativa, Oryza latifolia), Panicum miliaceum, Panicum virgatum, Passiflora edulis, Pastinaca sativa, Pennisetum sp.,Opuntia spp., Ornithopus spp., Oryza spp. (e.g. Oryza sativa, Oryza latifolia), Panicum miliaceum, Panicum virgatum, Passiflora edulis, Pastinaca sativa, Pennisetum sp.,
Persea spp., Petroselinum crispum, Phalaris arundinacea, Phaseolus spp., Phleum pratense, Phoenix spp., Phragmites australis, Physalis spp., Pinus spp., Pistacia vera,Persea spp., Petroselinum crispum, Phalaris arundinacea, Phaseolus spp., Phleum pratense, Phoenix spp., Phragmites australis, Physalis spp., Pinus spp., Pistacia vera,
Pisum spp., Poa spp., Populus spp., Prosopis spp., Prunus spp., Psidium spp., Punica granatum, Pyrus communis, Quercus spp., Raphanus sativus, Rheum rhabarbarum,Pisum spp., Poa spp., Populus spp., Prosopis spp., Prunus spp., Psidium spp., Punica granatum, Pyrus communis, Quercus spp., Raphanus sativus, Rheum rhabarbarum,
Ribes spp. , Ricinus communis, Rubus Spp., Saccharum spp., Salix sp., Sambucus spp.,Ribes spp. , Ricinus communis, Rubus Spp., Saccharum spp., Salix sp., Sambucus spp.,
Secale cereale, Sesamum spp., Sinapis sp., Solanum spp. (e.g. Solanum tuberosum,Secale cereale, Sesamum spp., Sinapis sp., Solanum spp. (e.g. Solanum tuberosum,
Solanum integrifolium or Solanum lycopersicum), Sorghum bicolor, Spinacia Spp.,Solanum integrifolium or Solanum lycopersicum), Sorghum bicolor, Spinacia Spp.,
Syzygium spp., Tagetes spp., Tamarindus indica, Theobroma cacao, Trifolium spp.,Syzygium spp., Tagetes spp., Tamarindus indica, Theobroma cacao, Trifolium spp.,
Tripsacum dactyloides, Triticosecale rimpaui, Triticum spp. (e.g. Triticum aestivum,Tripsacum dactyloides, Triticosecale rimpaui, Triticum spp. (e.g. Triticum aestivum,
Triticum durum, Triticum turgidum, Triticum hybernum, Triticum macha, Triticum sativum, Triticum monococcum or Triticum vulgare), Tropaeolum minus, TropaeolumTriticum durum, Triticum turgidum, Triticum hybernum, Triticum macha, Triticum sativum, Triticum monococcum or Triticum vulgare), Tropaeolum minus, Tropaeolum
10 BE2022/5172 majus, Vaccinium spp., Vicia spp., Vigna spp., Viola odorata, Vitis spp., Zea mays,10 BE2022/5172 majus, Vaccinium spp., Vicia spp., Vigna spp., Viola odorata, Vitis spp., Zea mays,
Zizania palustris, Ziziphus spp. ; met inbegrip van de nakomelingen en hybriden tussen voornoemde soorten.Zizania palustris, Ziziphus spp. ; including the descendants and hybrids between the aforementioned species.
In een voorkeursvorm is het plantaardig materiaal afkomstig van een plant gekozen uit de groep van Beta vulgaris, Brassica spp., Capsicum spp., Cucurbita spp., Cucumis spp.,In a preferred form, the plant material is derived from a plant selected from the group of Beta vulgaris, Brassica spp., Capsicum spp., Cucurbita spp., Cucumis spp.,
Daucus carota, Helianthus spp., Lactuca sativa, Oryza spp., Solanum spp., Spinacia spp.; met inbegrip van de nakomelingen en hybriden tussen voornoemde soorten.Daucus carota, Helianthus spp., Lactuca sativa, Oryza spp., Solanum spp., Spinacia spp.; including the descendants and hybrids between the aforementioned species.
In een bijzondere voorkeursvorm is het plantaardig materiaal afkomstig van So/anum spp..In a particularly preferred form, the plant material is derived from So/anum spp..
Volgens een verdere voorkeursvorm omvat het plantaardig materiaal plantaardig afval uit hydrocultuur of aquaponics.According to a further preferred embodiment, the vegetable material comprises vegetable waste from hydroponics or aquaponics.
De voorkeursvorm is voordelig omdat plantaardig materiaal geteeld in hydrocultuur een heel constante samenstelling heeft vanwege het strak bemestingsschema. Daarbij kan er uitgesloten worden dat er zware metalen of andere contaminanten worden opgenomen aangezien de planten niet in volle grond staan maar op substraat. Gezien de zuivere aard van het plantaardig materiaal verkregen uit hydrocultuur leent deze biomassa zich perfect als basis voor een meststof.The preferred form is advantageous because plant material grown in hydroponics has a very constant composition due to the strict fertilization schedule. It can be ruled out that heavy metals or other contaminants are absorbed since the plants are not in open ground but on substrate. Given the pure nature of the plant material obtained from hydroponics, this biomass is perfect as a basis for a fertilizer.
Volgens een voorkeursvorm is het plantaardig materiaal plantenloof, bij voorkeur is het plantenloof afkomstig van planten met een hoog kaliumgehalte. Meer bij voorkeur is het plantaardig materiaal plantenloof afkomstig van planten gekozen uit de lijst van: Beta vulgaris, Brassica spp., Capsicum spp., Cucurbita spp., Cucumis spp., Daucus carota,According to a preferred form, the plant material is plant foliage, preferably the plant foliage comes from plants with a high potassium content. More preferably, the plant material is plant foliage from plants selected from the list of: Beta vulgaris, Brassica spp., Capsicum spp., Cucurbita spp., Cucumis spp., Daucus carota,
Helianthus spp., Lactuca sativa, Oryza spp., Solanum spp., Spinacia spp.; met inbegrip van de nakomelingen en hybriden tussen voornoemde soorten, nog meer bij voorkeur is het plantenloof afkomstig van So/anum spp..Helianthus spp., Lactuca sativa, Oryza spp., Solanum spp., Spinacia spp.; including the descendants and hybrids between the aforementioned species, even more preferably the plant foliage originates from So/anum spp..
De voorkeursvorm is voordelig omdat plantenloof een ruim beschikbare afvalstroom is uit de landbouwsector, daar deze meerdere malen per productiecyclus door telers verzameld wordt. Bovendien is plantenloof rijk aan mineralen die nodig zijn bij het telen om plantgroei, plantkwaliteit en een degelijke oogstopbrengst verzekeren. Tomatenloof en resten van tomatenplanten na de oogst bevatten een hoog gehalte aan kalium en fosfor, dat behouden blijft bij verassing. Tomatenloof leent zich daardoor als grondstof voor een meststof, meer bepaald een circulaire meststof.The preferred form is advantageous because plant foliage is a widely available waste stream from the agricultural sector, as it is collected by growers several times per production cycle. In addition, plant foliage is rich in minerals that are needed during cultivation to ensure plant growth, plant quality and a decent harvest yield. Tomato leaves and remains of tomato plants after harvest contain a high content of potassium and phosphorus, which are retained during ashing. Tomato foliage therefore lends itself as a raw material for fertilizer, more specifically a circular fertilizer.
11 BE2022/517211 BE2022/5172
Volgens een uitvoeringsvorm omvat de resulterende as minstens 20% kaliumoxide, bij voorkeur 25% kaliumoxide, meer bij voorkeur 30% kaliumoxide, nog meer bij voorkeur 32% kaliumoxide.According to one embodiment, the resulting ash comprises at least 20% potassium oxide, preferably 25% potassium oxide, more preferably 30% potassium oxide, even more preferably 32% potassium oxide.
Volgens een uitvoeringsvorm omvat de resulterende as minstens 2% P20s5. Hoe meer wateroplosbaar fosfor aanwezig is, hoe minder H3PO4 dient toegevoegd te worden tot een stoichiometrische hoeveelheid in verhouding met het aanwezige kaliumoxide volgens reacties (1) en (2).According to one embodiment, the resulting ash contains at least 2% P2Os5. The more water-soluble phosphorus is present, the less H3PO4 must be added to a stoichiometric amount in relation to the potassium oxide present according to reactions (1) and (2).
Volgens een uitvoeringsvorm omvat de aangezuurde oplossing minstens 45% KH2PO4.According to one embodiment, the acidified solution comprises at least 45% KH2PO4.
Dit gehalte is nodig in de oplossing om een voldoende hoge zuiverheid aan KH2POa4 te bekomen in de resulterende kristallijne of poedervormige meststof na uitkristalliseren of sproeidrogen.This content is necessary in the solution to obtain a sufficiently high purity of KH2POa4 in the resulting crystalline or powdery fertilizer after crystallization or spray drying.
Volgens een uitvoeringsvorm omvat de gewonnen meststof minstens 60% KHz:PO4, bij voorkeur 80%, meer bij voorkeur 90%, nog meer bij voorkeur 99%. Gebleken is dat dit gehalte minimaal nodig is in de meststof om een voldoende zuivere KH2PO4 meststof te bekomen, die kan dienen als bron van kalium. Bovendien is de zuiverheid nodig voor de oplosbaarheid van de meststof bij het bemesten.According to an embodiment, the extracted fertilizer comprises at least 60% KHz:PO4, preferably 80%, more preferably 90%, even more preferably 99%. It has been found that this minimum content is required in the fertilizer to obtain a sufficiently pure KH2PO4 fertilizer, which can serve as a source of potassium. In addition, purity is necessary for the solubility of the fertilizer when fertilizing.
Volgens een uitvoeringsvorm omvat de gewonnen meststof minstens 60% kristallijnAccording to one embodiment, the extracted fertilizer comprises at least 60% crystalline
KH2PO4, bij voorkeur 80%, meer bij voorkeur 90%, nog meer bij voorkeur 99%.KH2PO4, preferably 80%, more preferably 90%, even more preferably 99%.
Gebleken is dat dit gehalte minimaal nodig is in de meststof om een voldoende zuivereIt has been found that this minimum content is required in the fertilizer to ensure sufficient purity
KH2PO4 meststof te bekomen, die kan dienen als bron van kalium. Bovendien is de zuiverheid nodig voor de oplosbaarheid van de meststof bij het bemesten.KH2PO4 fertilizer, which can serve as a source of potassium. In addition, purity is necessary for the solubility of the fertilizer when fertilizing.
Volgens een uitvoeringsvorm omvat de gewonnen meststof minstens 60% KH2POa4 in poedervorm, bij voorkeur 80%, meer bij voorkeur 90%, nog meer bij voorkeur 99%.According to an embodiment, the extracted fertilizer comprises at least 60% KH2POa4 in powder form, preferably 80%, more preferably 90%, even more preferably 99%.
Gebleken is dat dit gehalte minimaal nodig is in de meststof om een voldoende zuivereIt has been found that this minimum content is required in the fertilizer to ensure sufficient purity
KH:PO4 meststof te bekomen, die kan dienen als bron van kalium. Bovendien is de zuiverheid nodig voor de oplosbaarheid van de meststof bij het bemesten.KH:PO4 fertilizer, which can serve as a source of potassium. In addition, purity is necessary for the solubility of the fertilizer when fertilizing.
Volgens een uitvoeringsvorm omvat de gewonnen meststof KH2PO4 in de vorm van kristallen, een kristallijn poeder, of een poeder. Deze vormen geven een hoge zuiverheidsgraad aan KHzPO4 in de meststof.According to an embodiment, the extracted fertilizer comprises KH2PO4 in the form of crystals, a crystalline powder, or a powder. These forms give a high purity level of KHzPO4 in the fertilizer.
In een tweede aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor het bemesten van planten.In a second aspect, the invention concerns a method for fertilizing plants.
12 BE2022/517212 BE2022/5172
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de werkwijze het bemesten van planten middels een meststof verkregen uit één van voornoemde werkwijzen.According to a preferred embodiment, the method comprises fertilizing plants using a fertilizer obtained from one of the aforementioned methods.
Het bemesten wordt volgens een voorkeursvorm uitgevoerd middels een meststof omvattende KHzPO4 in de vorm van kristallen, een kristallijn poeder, of een poeder of een oplossing van KH2PO4.Fertilization is carried out in a preferred form using a fertilizer comprising KH2PO4 in the form of crystals, a crystalline powder, or a powder or a solution of KH2PO4.
Volgens een andere voorkeursvorm wordt het bemesten uitgevoerd middels een vloeibare K2HPOa4-oplossing.According to another preferred form, fertilization is carried out using a liquid K2HPOa4 solution.
De werkwijze is voordelig omdat de werkwijze circulaire landbouw creëert als antwoord op de behoeften van duurzame landbouw. Binnen dit kader van de circulaire economie biedt het hergebruik van afvalproducten onder de vorm van circulaire meststoffen als input voor gewassen nieuwe kansen om de kringlopen in de landbouw te sluiten.The method is beneficial because the method creates circular agriculture in response to the needs of sustainable agriculture. Within this framework of the circular economy, the reuse of waste products in the form of circular fertilizers as input for crops offers new opportunities to close agricultural cycles.
Volgens een voorkeursvorm wordt de meststof gebruikt voor het bemesten van planten die behoren tot dezelfde plantensoort als waaruit de meststof is gewonnen.According to a preferred form, the fertilizer is used to fertilize plants belonging to the same plant species from which the fertilizer was extracted.
De voorkeursvorm is voordelig omdat de meststof een samenstelling aan mineralen bezit gelijkaardig aan de samenstelling aan mineralen nodig in de plant om plantgroei, plantkwaliteit en een degelijke oogstopbrengst te verzekeren. De meststof kan eenvoudig door de landbouwer, tuinbouwer of plantenteler gebruikt worden in gekende bemestingsadviezen. Een plantenteler meststoffen verkregen uit het plantafval van zijn eigen productie gebruiken voor het bemesten van zijn planten tijdens een volgende productiecyclus.The preferred form is advantageous because the fertilizer has a mineral composition similar to the mineral composition needed in the plant to ensure plant growth, plant quality and a decent harvest yield. The fertilizer can easily be used by the farmer, horticulturist or plant grower in known fertilization recommendations. A plant grower uses fertilizers obtained from the plant waste from his own production to fertilize his plants during a subsequent production cycle.
In wat volgt, wordt de uitvinding beschreven a.d.h.v. niet-limiterende voorbeelden en figuren die de uitvinding illustreren, en die niet bedoeld zijn of geïnterpreteerd mogen worden om de omvang van de uitvinding te limiteren.In what follows, the invention is described by means of: non-limiting examples and figures illustrating the invention, and which are not intended or should be construed to limit the scope of the invention.
VOORBEELDENEXAMPLES
VOORBEELD 1: SYNTHETISEREN VAN KH2PO4 UIT ZONNEBLOEMASEXAMPLE 1: SYNTHETIZING KH2PO4 FROM SUNFLOWER ASH
Voorbeeld 1 betreft een experiment uitgevoerd op zonnebloemas, waarvan de samenstelling weergegeven is in tabel 1. In het experiment werd 100g zonnebloemas gemengd met 600g water om de oplosbare bestanddelen in de assen in oplossing te brengen, vervolgens werd deze mengeling gefilterd. De pH van de moederoplossing werd gemeten op pH=14. Fosforzuur (H3PO4) werd toegevoegd aan de moederoplossingExample 1 concerns an experiment carried out on sunflower ash, the composition of which is shown in table 1. In the experiment, 100g of sunflower ash was mixed with 600g of water to bring the soluble components in the ash into solution, then this mixture was filtered. The pH of the mother solution was measured at pH=14. Phosphoric acid (H3PO4) was added to the mother solution
13 BE2022/5172 tot een pH van 4,4 bereikt werd. Er werd CO: vorming geobserveerd. De verzuurde oplossing werd ingedampt tot 22,7g restvloeistof en 40,5g kristallen overbleven met een samenstelling weergegeven in tabel 2.13 BE2022/5172 until a pH of 4.4 was reached. CO: formation was observed. The acidified solution was evaporated to 22.7g of residual liquid and 40.5g of crystals remained with a composition shown in Table 2.
Er zit nog veel SO3 in de restoplossing en op het oppervlak van de kristallen. Er zit tevens nog P2Os en K2O in de restoplossing. MgO en CaO zijn achtergebleven in de assen. Deze kunnen eventueel gebruikt worden als bodemverbeteraar.There is still a lot of SO3 in the residual solution and on the surface of the crystals. There are also P2Os and K2O in the residual solution. MgO and CaO are left behind in the ashes. These can possibly be used as a soil improver.
14 BE2022/517214 BE2022/5172
TABEL 1TABLE 1
TABEL 2TABLE 2
VOORBEELD 2: SYNTHETISEREN VAN KH2POa4 UIT TOMATENASEXAMPLE 2: SYNTHETIZING KH2POa4 FROM TOMATO ASH
Voorbeeld 2 betreft de synthese van MKP uit tomatenas, waarvan de samenstelling weergegeven is in tabel 3. De samenstelling is gelijkend aan de samenstelling van zonnebloemas, zoals weergegeven in tabel 1 met als grootste verschillen het hogere gehalte SO4, MgO en CaO bij zonnebloemas en het voordelig grotere aandeel P2Os enExample 2 concerns the synthesis of MKP from tomato ash, the composition of which is shown in table 3. The composition is similar to the composition of sunflower ash, as shown in table 1, with the largest differences being the higher content of SO4, MgO and CaO in sunflower ash and the beneficially larger share of P2Os and
K2O bij tomatenas in vergelijking met zonnebloemas.K2O in tomato ash compared to sunflower ash.
TABEL 3TABLE 3
15 BE2022/517215 BE2022/5172
Uit een chemische analyse van tomatenas in tabel 3 blijkt dat deze assen uit 32% K20 bestaan. Tomatenassen hebben een pH van 12 of meer. Door toevoeging van H3PO4 wordt KH2PO4 bekomen volgens volgende reactie:A chemical analysis of tomato ash in table 3 shows that these ash consist of 32% K20. Tomato ashes have a pH of 12 or more. By adding H3PO4, KH2PO4 is obtained according to the following reaction:
K,0 + 2H3PO0, > 2KH,PO, + H,O (1)K,0 + 2H3PO0, > 2KH,PO, + H,O (1)
In een reactor worden stoichiometrisch gelijke hoeveelheden toegevoegd van K20 (in tomatenas) en H3POa (in 75% waterige oplossing). Dit komt neer op 293 kg as (bevat 94 kg K20) samen met 259 kg H3PO4 oplossing. In de reactor wordt de temperatuur boven 60°C gehouden. Deze reactie geeft ons 270kg KH2POa4. Volgens de oplosbaarheid van KHzPO4 op 50°C is 270 kg KH2PO2 oplosbaar in 540 kg water. Er wordt gewerkt op 10°C hoger als veiligheidsmarge om stollingen (pipe choking) te voorkomen. Volgens reactie (1) verkrijgen we 18 kg water. 65 kg water is afkomstig uit de 75% oplossing van H3POa4. 457 kg water moet nog toegevoegd worden om op een totaal van 540 kg water te komen.In a reactor, stoichiometrically equal amounts of K20 (in tomato ash) and H3POa (in 75% aqueous solution) are added. This amounts to 293 kg of ash (contains 94 kg of K20) together with 259 kg of H3PO4 solution. The temperature in the reactor is kept above 60°C. This reaction gives us 270kg of KH2POa4. According to the solubility of KH2PO4 at 50°C, 270 kg of KH2PO2 is soluble in 540 kg of water. Work is done at 10°C higher as a safety margin to prevent clotting (pipe choking). According to reaction (1) we obtain 18 kg of water. 65 kg of water comes from the 75% solution of H3POa4. 457 kg of water still needs to be added to reach a total of 540 kg of water.
De reactor lost het product in de separator waar de vaste (slurry) en vloeibare fractie (moederloog) gescheiden worden. De vloeibare fractie gaat vervolgens naar de filter om de laatste onzuiverheden eruit te filteren. De vaste fractie is vervolgens volledig gescheiden van de vloeibare fractie.The reactor discharges the product into the separator where the solid (slurry) and liquid fraction (mother liquor) are separated. The liquid fraction then goes to the filter to filter out the last impurities. The solid fraction is then completely separated from the liquid fraction.
In de concentrator zal de vloeibare fractie uitgekookt worden tot een gewicht van +/- 500 kg. (50% oplossing KH2POa in water op 100% en 44kg CO: verlies ingerekend). De bleed van de concentrator kan ingezet worden als vloeibare foliar fertilizer. De geconcentreerde oplossing zal overgebracht worden naar de kristallisator waar de oplossing wordt uitgekristalliseerd tot een temperatuur van 10°C wat een kristallisatieoogst oplevert van 80%. De rest van de moederloog gaat opnieuw naar de concentrator. De kristallen worden gedroogd en gekoeld om vervolgens opgezakt te worden.In the concentrator the liquid fraction will be boiled down to a weight of +/- 500 kg. (50% solution KH2POa in water at 100% and 44kg CO: loss included). The bleed from the concentrator can be used as liquid foliar fertilizer. The concentrated solution will be transferred to the crystallizer where the solution is crystallized to a temperature of 10°C, yielding a crystallization yield of 80%. The rest of the mother liquor goes back to the concentrator. The crystals are dried and cooled and then bagged.
Het synthetiseren van KH2PO4 uit tomatenassen zoals hierboven beschreven is eveneens weergegeven in figuur 1B (13-20).Synthesizing KH2PO4 from tomato ashes as described above is also shown in Figure 1B (13-20).
Doordat er in de tomatenloofassen minder SOa4 aanwezig is, zal er minder SO:3 aanwezig zijn in de moederoplossing en zullen er dus meer kristallen verkregen kunnen worden uit tomatenas dan uit zonnebloemas.Because there is less SOa4 present in the tomato foliage ashes, there will be less SO:3 present in the mother solution and therefore more crystals can be obtained from tomato ash than from sunflower ash.
16 BE2022/517216 BE2022/5172
VOORBEELD 3: VERASSEN VAN LOOFEXAMPLE 3: SURPRISE OF LEAF
Voorbeeld 3 betreft een werkwijze voor bekomen van assen uit plantenloof. Hierbij wordt het plantenloof eerst gerooid, waarbij het loof nadien gedroogd wordt. Tijdens deze droogstap of ontwateringsstap wordt het loof gedroogd totdat het loof maximum 60% vocht omvat. Het gedroogde loof wordt hierna thermisch gemineraliseerd tot as.Example 3 concerns a method for obtaining ash from plant foliage. The plant foliage is first harvested and the foliage is then dried. During this drying step or dewatering step, the foliage is dried until it contains a maximum of 60% moisture. The dried foliage is then thermally mineralized into ash.
De resulterende as wordt vervolgens aangezuurd met H3PO4 om MKP te synthetiseren.The resulting ash is then acidified with H3PO4 to synthesize MKP.
VOORBEELD 4: SAMENSTELLING VAN EEN MESTSTOFEXAMPLE 4: COMPOSITION OF A FERTILIZER
Voorbeeld 4 betreft een samenstelling van een meststof bekomen via een werkwijze volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. eeen 1Example 4 concerns a composition of a fertilizer obtained via a method according to an embodiment of the present invention. eeen 1
FrsischeeigenschamenFrenchownshames
Gasmmme memGasmmm mem
FIGUURBESCHRIJVINGFIGURE DESCRIPTION
Figuren 1A, 1B en 1C tonen een schematische weergave van een werkwijze volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. Voor voordelen en technische effecten van elementen hieronder beschreven in de gedetailleerde figuurbeschrijving wordt verwezen naar de voordelen en technische effecten van overeenkomende elementen hierboven beschreven in de gedetailleerde beschrijving.Figures 1A, 1B and 1C show a schematic representation of a method according to an embodiment of the present invention. For advantages and technical effects of elements described below in the detailed figure description, reference is made to the advantages and technical effects of corresponding elements described above in the detailed description.
FIGUUR 1AFIGURE 1A
Plantenloof 26 wordt als afval verzameld tijdens en na het telen van gewassen in hydrocultuur 27. Het plantenloof 26 wordt verzameld en gedroogd 28 en ondergaatPlant foliage 26 is collected as waste during and after growing crops in hydroponics 27. The plant foliage 26 is collected and dried 28 and undergoes
17 BE2022/5172 thermisch mineralisatie 12, waarbij het plantenloof verbrand wordt en assen 13 bekomen worden. Bij de thermische mineralisatie 12 wordt energie 14 geproduceerd.17 BE2022/5172 thermal mineralization 12, in which the plant foliage is burned and ash 13 is obtained. Energy 14 is produced during thermal mineralization 12.
Uit de assen 13 wordt KH2PO4 gesynthetiseerd 16 door toevoeging van water 17 en fosforzuur (H3PO4) 18. KH2PO4 kan opgezuiverd worden uit de oplossing 29 middels een combinatie van indampen van de oplossing 19 en drogen 20, zodat kristallijn KH2PO4 31 bekomen wordt of middels sproeidrogen 21, zodat KHzPO4 in poedervorm 31 bekomen wordt. Het bekomen KH2POa4 in kristallijne vorm 30 of poedervorm 31 wordt vervolgens gebruikt als meststof bij het bemesten 22 van gewassen in hydrocultuur 27.KH2PO4 is synthesized from the ashes 13 16 by adding water 17 and phosphoric acid (H3PO4) 18. KH2PO4 can be purified from the solution 29 by a combination of evaporation of the solution 19 and drying 20, so that crystalline KH2PO4 31 is obtained or by spray drying 21, so that KHzPO4 in powder form 31 is obtained. The obtained KH2POa4 in crystalline form 30 or powder form 31 is then used as a fertilizer when fertilizing 22 crops in hydroponics 27.
Tijdens het telen van gewassen in hydrocultuur 27 en eveneens na het oogsten 32, wordt plantenloof 26 verzameld. Het verzamelde plantenloof 26 doorloopt vervolgens opnieuw de cyclus, zodat kringlooplandbouw mogelijk is.During the cultivation of crops in hydroponics 27 and also after harvesting 32, plant foliage 26 is collected. The collected plant foliage 26 then goes through the cycle again, making circular agriculture possible.
FIGUUR 1BFIGURE 1B
Tomatenloof 1 wordt als afval verzameld tijdens en na het telen van tomaten in hydrocultuur 2. Het tomatenloof 1 wordt verzameld en ondergaat anaerobe vergisting 3, waarbij, onder zuurstofloze omstandigheden, organische stoffen door micro- organismen worden omgezet naar onder andere digestaat 4, methaan 5 en koolstofdioxide 6. Het digestaat 4 wordt ontwaterd 7 middels centrifugeren 8 en drogen 9. Het centrifugeren 8 en het drogen 9 wordt aangestuurd worden door (deels) gebruik van de energie 10 (methaangas 5) die gegenereerd wordt tijdens de anaerobe vergisting 3. Het droge digestaat 11 wordt thermisch gemineraliseerd 12, waarbij het droge digestaat verbrand wordt en assen 13 bekomen worden. Bij de thermische mineralisatie 12 wordt eveneens energie 14 geproduceerd. Uit de assen 13 wordtTomato leaves 1 are collected as waste during and after growing tomatoes in hydroponics 2. The tomato leaves 1 are collected and undergo anaerobic fermentation 3, in which, under oxygen-free conditions, organic substances are converted by micro-organisms to, among other things, digestate 4, methane 5 and carbon dioxide 6. The digestate 4 is dewatered 7 by means of centrifugation 8 and drying 9. The centrifugation 8 and drying 9 are controlled by (partly) using the energy 10 (methane gas 5) generated during the anaerobic digestion 3. dry digestate 11 is thermally mineralized 12, whereby the dry digestate is burned and ash 13 is obtained. Energy 14 is also produced during thermal mineralization 12. From the axes 13 becomes
KH2POa4 15 gesynthetiseerd 16 door toevoeging van water 17 en fosforzuur (H3PO4) 18.KH2POa4 15 synthesized 16 by adding water 17 and phosphoric acid (H3PO4) 18.
KH:PO4 15 kan opgezuiverd worden uit de oplossing middels een combinatie van indampen van de oplossing 19 en drogen 20, zodat kristallijn KH2PO4 15 bekomen wordt of middels sproeidrogen 21, zodat KH2POa 15 in poedervorm bekomen wordt. Het bekomen KH:PO4 15 wordt vervolgens gebruikt als meststof bij het bemesten 22 van tomatenplanten in hydrocultuur 23. Tijdens het telen van tomaten in hydrocultuur 23 en eveneens na het oogsten 24 van tomaten 25, wordt tomatenloof 1 verzameld. Het verzamelde tomatenloof 1 doorloopt vervolgens opnieuw de cyclus, zodat kringlooplandbouw mogelijk is.KH:PO4 15 can be purified from the solution by a combination of evaporation of the solution 19 and drying 20, so that crystalline KH2PO4 15 is obtained, or by spray drying 21, so that KH2POa 15 is obtained in powder form. The obtained KH:PO4 15 is then used as a fertilizer when fertilizing 22 tomato plants in hydroponics 23. During the cultivation of tomatoes in hydroponics 23 and also after harvesting 24 tomatoes 25, tomato foliage 1 is collected. The collected tomato leaves 1 then go through the cycle again, making circular agriculture possible.
Een alternatieve werkwijze voor de bereiding van een meststof omvattende dikaliumfosfaat is getoond in figuur 1C en wordt uitgevoerd volgens dezelfde werkwijze zoals beschreven in figuur 1A, maar met volgende verschillen aangeduid met * " ” in figuur 1C.An alternative method for the preparation of a fertilizer comprising dipotassium phosphate is shown in Figure 1C and is carried out according to the same method as described in Figure 1A, but with the following differences indicated by * “ ” in Figure 1C.
18 BE2022/517218 BE2022/5172
De aangezuurde oplossing 29 wordt ingedampt 19" tot een dikaliumfosfaat-oplossing omvattende tussen 40 en 60 m% dikaliumfosfaat. De oplossing wordt als vloeibare meststof gebruikt bij het bemesten 22”.The acidified solution 29 is evaporated 19" to a dipotassium phosphate solution containing between 40 and 60 m% dipotassium phosphate. The solution is used as a liquid fertilizer when fertilizing 22".
Het is verondersteld dat de huidige uitvinding niet beperkt is tot de uitvoeringsvormen die hierboven beschreven zijn en dat enkele aanpassingen of veranderingen aan de beschreven voorbeelden en figuren kunnen toegevoegd worden zonder de toegevoegde conclusies te herwaarderen. Bijvoorbeeld, de huidige uitvinding werd beschreven met verwijzing naar tomatenrestafval, maar het mag duidelijk zijn dat de uitvinding kan toegepast worden op bv. paprikarestafval, komkommerrestafval en courgetterestafval.It is understood that the present invention is not limited to the embodiments described above and that some modifications or changes can be added to the described examples and figures without revising the appended claims. For example, the present invention has been described with reference to tomato waste, but it is clear that the invention can be applied to, for example, pepper waste, cucumber waste and zucchini waste.
Claims (17)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE20225172A BE1030339B1 (en) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | Method for the production of a fertilizer from organic starting material |
PCT/IB2023/052455 WO2023194822A1 (en) | 2022-03-14 | 2023-03-14 | Method for producing a fertiliser from organic starting material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE20225172A BE1030339B1 (en) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | Method for the production of a fertilizer from organic starting material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BE1030339A1 BE1030339A1 (en) | 2023-10-06 |
BE1030339B1 true BE1030339B1 (en) | 2023-10-09 |
Family
ID=80787286
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BE20225172A BE1030339B1 (en) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | Method for the production of a fertilizer from organic starting material |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE1030339B1 (en) |
WO (1) | WO2023194822A1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11157975A (en) * | 1997-11-28 | 1999-06-15 | Japan Tobacco Inc | Compound fertilizer obtained by reaction of plant ash with phosphoric acid |
CN100378040C (en) * | 2006-08-03 | 2008-04-02 | 山东省农业科学院土壤肥料研究所 | Method of producing phosphorus potassium compound fertilizer using straw ash of biomass energy straw electric generation plant |
US20080098782A1 (en) * | 2006-10-25 | 2008-05-01 | Teruo Urano | Phosphatic/potash compound fertilizer and method of production thereof |
JP2010120814A (en) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Furuta Sangyo:Kk | Palm ash potassium fertilizer |
CN103966879A (en) * | 2014-05-20 | 2014-08-06 | 袁志平 | Biomass power generating, pulping and foliage fertilizer preparing combined production method |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3154054B2 (en) | 1997-08-11 | 2001-04-09 | 九州柳河精機株式会社 | Die casting machine casting equipment |
-
2022
- 2022-03-14 BE BE20225172A patent/BE1030339B1/en active IP Right Grant
-
2023
- 2023-03-14 WO PCT/IB2023/052455 patent/WO2023194822A1/en unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11157975A (en) * | 1997-11-28 | 1999-06-15 | Japan Tobacco Inc | Compound fertilizer obtained by reaction of plant ash with phosphoric acid |
CN100378040C (en) * | 2006-08-03 | 2008-04-02 | 山东省农业科学院土壤肥料研究所 | Method of producing phosphorus potassium compound fertilizer using straw ash of biomass energy straw electric generation plant |
US20080098782A1 (en) * | 2006-10-25 | 2008-05-01 | Teruo Urano | Phosphatic/potash compound fertilizer and method of production thereof |
JP2010120814A (en) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Furuta Sangyo:Kk | Palm ash potassium fertilizer |
CN103966879A (en) * | 2014-05-20 | 2014-08-06 | 袁志平 | Biomass power generating, pulping and foliage fertilizer preparing combined production method |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SONG JINGHUI ET AL: "Coupling biochar with anaerobic digestion in a circular economy perspective: A promising way to promote sustainable energy, environment and agriculture development in China", RENEWABLE AND SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS, ELSEVIERS SCIENCE, NEW YORK, NY, US, vol. 144, 30 March 2021 (2021-03-30), XP086570182, ISSN: 1364-0321, [retrieved on 20210330], DOI: 10.1016/J.RSER.2021.110973 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023194822A1 (en) | 2023-10-12 |
BE1030339A1 (en) | 2023-10-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Manivannan et al. | Effect of vermicompost on soil fertility and crop productivity-beans (Phaseolus vulgaris) | |
Belda et al. | Nutrient‐rich compost versus nutrient‐poor vermicompost as growth media for ornamental‐plant production | |
Seemann et al. | The effect of abscisic acid and other inhibitors on photosynthetic capacity and the biochemistry of CO2 assimilation | |
Farahzety et al. | Effects of organic fertilizers on performance of cauliflower (Brassica oleracea var. botrytis) grown under protected structure. | |
KR101261821B1 (en) | Manufacturing Method of Eco-Friendly Agricultural Material and Cultivation Method of Grape by Using This Material | |
Najjari et al. | Changes in chemical properties of sawdust and blood powder mixture during vermicomposting and the effects on the growth and chemical composition of cucumber | |
BE1030339B1 (en) | Method for the production of a fertilizer from organic starting material | |
Al-Juhaimi et al. | Effects of fertilization with liquid extracts of biogas residues on the growth and forage yield of alfalfa (Medicago sativa L.) under arid zone conditions | |
KR20060115798A (en) | Organic compost in use of the remnants of the refreshment, and its making method, and its making system | |
Briggs et al. | Availability of potash in certain orthoclase-bearing soils as affected by lime or gypsum | |
Kwoczynski et al. | Extracted rapeseed meal biochar combined with digestate as a soil amendment: Effect on lettuce (Lactuca sativa L.) biomass yield and concentration of bioavailable element fraction in the soil | |
Quintero et al. | Temporal physicochemical variations in burnt rice husk: Improvement of fertigation protocols in carnation crops | |
Jabeen | Salinity stress alleviation by organic and inorganic fertilization | |
Harish et al. | Utilization of sugar industry wastes in agriculture | |
CN111348953A (en) | Ammonium-potassium-magnesium phosphate environment-friendly slow-release fertilizer and preparation method thereof | |
Yahyaabadi et al. | Effect of drought stress and consumption of organic fertilizers on yield and yield components of potato (Case Study of Isfahan Province) | |
Yassen et al. | MAXIMIZING USE OF VINASSE AND FILTER MUD AS BY· PRODUCTS OF SUGAR CANES ON WHEAT PRODUCTION | |
RO129937B1 (en) | Process for obtaining fertilizers from vinasse | |
Okoli et al. | Soil moisture deficit effect on nutrient contents of cassava leaves during the early and late cropping seasons in soils amended with poultry manure-palm bunch ash mixture. | |
Pal et al. | Improving of Phosphorus use Efficiency in Acid & Alkaline Soil: a Critical Review Study | |
KR20060011217A (en) | Liquid manure and method for manufacturing the same | |
Esmaeili | Municipal solid waste compost and its derivatives, a suitable alternative to peat moss in the growth of Dracaena marginata tricolor | |
Adetayo et al. | Growth and yield response of tomato (Solanum lycopersicum L.) as influenced by compost, biochar and micronutrients on an alfisol | |
GB146351A (en) | Improved process for opening-up iron ore containing phosphates | |
Esmaeili | Investigation of the compost of different organic wastes usage combined with zeolite and perlite on the growth of Codiaeum variegatum cv. Norma |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Effective date: 20231009 |