BR102014017273A2 - composto orgânico mineral enriquecido obtido a partir da compostagem de resíduos da indústria cervejeira - Google Patents

Abstract

composto orgânico mineral enriquecido obtido a partir da compostagem de resíduos da indústria cervejeira a presente invenção está relacionada com a obtenção de um composto de tipo orgânico-mineral a partir de dois resíduos provenientes da indústria cervejeira: o lodo ete e a terra infusória que depois de submetidos a um processo de compostagem e transformados em composta vêm a ser enriquecidos com substâncias húmicas obtidas de vermicomposto bovino. desta forma a presente invenção é útil para ser utilizada como adubo orgânico-mineral e como substrato na agricultura. o composto de nome "fert-ome" é fornecedor de nutrientes, tendo grande disponibilidade de fósforo, potássio e nitrogênio. ao agir diretamente com a argila presente na terra infusória apresenta capacidade para melhorar a capacidade de troca catiônica (ctc) do solo, maior retenção de água e liberação gradual dos nutrientes. ao mesmo tempo, representa uma saída viável para a própria indústria cervejeira, permitindo a transformação destes dois resíduos num composto utilizável na agricultura.

Description

Relatório Descritivo COMPOSTO ORGÂNICO MINERAL ENRIQUECIDO OBTIDO A PARTIR DA COMPOSTAGEM DE RESÍDUOS DA INDÚSTRIA CERVEJEIRA

Campo da Invenção 1- A presente invenção está relacionada com a obtenção de um composto de tipo orgânico-mineral a partir de dois resíduos provenientes da indústria cervejeira: o lodo de Estação de Tratamento de Esgoto (lodo ETE) e a terra infusória (TI) que depois de submetidos a um proceso de compostagem e transformados em composta vêm a ser enriquecidos com substâncias húmicas obtidas de vermicomposto vacuno. Mais particularmente a invenção é um composto de nome “Fert-OME” é fornecedor de nutrientes, tendo grande disponibilidade de fósforo, potássio e nitrogênio. Ao agir diretamente com a argila presente na Terra Infusória, apresenta capacidade para melhorar a capacidade de troca catiônica (CTC) do solo, maior retenção de água e liberação gradual dos nutrientes. Desta forma a presente invenção é útil para ser utilizada como melhorador das características fisico-químicas do solo que funciona como adubo orgânico mineral e como substrato para a agricultura.

Ao mesmo tempo, representa uma saída viável para a própria indústria cervejeira, permitindo a transformação destes dois resíduos num composto utilizável na agricultura, como disposto na Resuloção 375 (CONAMA, 2006) que estabelce as diretrizes para o uso dos Iodos ETE.

Fundamentos da Invenção 2- Um dos temas mais destacados na agenda de discussões sobre a preservação do meio ambiente refere-se ao tramento e/ou destino dos resíduos das indústrias em geral. 3- A conservação de recursos ou o aumento da eficiência de uso de matérias-primas como energia, água e outros recursos é também prevenção à poluição. Usar menos energia significa conservar combustível e, ao mesmo tempo, minimizar a emissão de poluentes que seriam resultantes da produção e do uso da energia (Mello e Pawlowsky, 2002). 4- A destinação em aterros industriais, apesar de permitida pela legislação, é uma prática que não isenta as empresas da responsabilidade pelo resíduo. Quando atingida a vida útil desses aterros, todas as empresas que enviavam resíduos para o local são responsáveis pela remediação destes. Isso se transforma em um passivo ambiental muito grande, considerando o volume de resíduos que uma cervejaria gera anualmente. Por este motivo os Iodos das ETE e os resíduos da videojet, a terra diatomácea (TI) e o óleo BPF são destinados atualmente a aterros industriais. 5- Um bom exemplo sobre manejo de compostagem de resíduos proveniente de cervejaria é o da empresa Anheuser-Bush, em Baldwinville, NY, nos Estados Unidos. Desde 1989, ela instrumentou um plano para compostar todos os resíduos sólidos e orgânicos gerados. O programa tem uma economia de mais de 3 milhões de dólares e a compostagem reduz até 90% dos resíduos que normalmente, segundo as regulações sanitárias, seriam distribuídos para aterros sanitários. Com este tipo de prática de levar os resíduos para aterros sanitários, também se reduzem as consequências ambientais decorrentes destes processos. 6- O método publicado para determinação de substâncias húmicas é recente e foi oficializado com a publicação da IN n° 28 que contempla a determinação do extrato húmico total, dos ácidos húmicos e dos ácidos fúlvicos. Essa instrução normativa atualiza a Portaria n° 31 de 8 de junho de 1982 que não previa a análise de substâncias húmicas, apenas a determinação do teor de matéria orgânica.

7- O aproveitamento do Lodo de ETE e TI para compostagem e geração de um produto orgânico com nome “Fert-OME” enriquecido com substâncias húmicas, apresenta uma solução viável e limpa para as empresas cervejeiras ao transformar os resíduos da produção que tem classificação III (como os Iodos de ETE) em um produto inerte de classificação I e com utilidade na agricultura, de características orgânicas e ampla aplicação. 8- Outra invenção procedente da Austrália também utiliza resíduos de cervejaria, neste caso, usa extrato de malte e resíduos líquidos de grãos triturados com número de registro WO01/07380 pertencente à Carlton and United Breweries Limited e que atua como condicionador de solo, fertilizante e fungicida, sendo a sua obtenção outro tipo de processo e que utiliza diferentes componentes procedentes da indústria cervejeira, assim como se refere às formas de obtenção e objetivos de aplicação. 9- Outro produto obtido a partir de materiais procedentes da indústria cervejeira de patente Japonesa No. JP75002901 pertencente à Takara Shugo Co. Ltd. utiliza resíduos líquidos que são gerados após o processo de fermentação, extrato de maltes e bagaços e que tem como finalidade o acondicionamento de solos e tratamentos fungicidas. Nada tem a ver com a nossa invenção, que utiliza a transformação do lodo de ETE e da TI num produto transformado por mediação do processo da compostagem e de ampla qualidade biológica e eficiência. 10- A Labatt Brewing Company Limited Canadense apresenta um produto com patente n° US006042629A, obtido a partir de processos de lavagens e soluções de limpeza como parte da produção de cervejas e outras bebidas para a geração de fertilizantes. Tais processos consistem em combinar uma solução de potassa cáustica para limpeza com soluções que contém fósforo e nitrogênio, assim como soluções neutralizantes para produzir um fertilizante. Por tal motivo, esse produto difere da nossa proposta de compostagem que utiliza resíduos de classificação ambiental III (Lodo de ETE e TI) misturando ambos os resíduos para a geração de um produto de classificação I, inerte e de ampla qualidade biológica. 11- A Instrução Normativa n° 23 de 31 de agosto de 2005 (BRASIL, 2005) normatiza as especificações, garantias, tolerâncias dos fertilizantes orgânicos. Assim, fertilizante orgânico é definido como produto de natureza fundamentalmente orgânica, obtido por processo físico, químico, físico-químico ou bioquímico, natural ou controlado, a partir de matérias-primas de origem industrial, urbana ou rural, vegetal ou animal, enriquecido ou não de nutrientes minerais. 12- Os critérios exigidos como especificação e garantias dos fertilizantes orgânicos não incluem as substâncias húmicas, apenas o teor de carbono orgânico total, a umidade e a capacidade de troca de cátions. 13- As substâncias húmicas são declaradas como outros componentes e para tal existe uma tolerância aceitável que pode ser até 20 % quando os teores declarados forem inferiores ou iguais a dois por cento ou duas unidades, e até 15 % para os teores declarados superiores a dois por cento ou duas unidades. 14- A Prefeitura do Rio de Janeiro, por exemplo, tem uma grande demanda por substrato de boa qualidade para garantir o aumento da eficiência de seus programas de reflorestamento urbano e de encostas. Hoje, estima-se uma perda de 50-60% das mudas introduzidas devido a fatores diversos. As razões vão desde a qualidade do material genético introduzido, mas principalmente, acreditamos a qualidade do substrato (baixa qualidade física, química e biológica). Caso consideremos o Estado do Rio de Janeiro como modelo de mercado, observamos no ano de 2010 uma produção de 10.650.000 mudas (SEA-RJ, 2010). 15- Não existe um valor, sequer estimado, de quanto substrato é utilizada para sustentar esta imensa produção. Entretanto, pelo mesmo relatório (SEA-RJ, 2010), sabe-se que ele em sua maioria é composto de uma mistura de esterco, argila e areia. Estas últimas são extraídas do próprio ambiente (horizonte A do solo ou áreas de encosta), causando reconhecido e relevante impacto ambiental além de perda do controle sanitário e qualidade das mudas produzidas. 16- As consequências são a baixa qualidade do material produzido e alta taxa de mortalidade das mudas uma vez transferidas ao ambiente. Claramente, a demanda por substratos de qualidade e acessíveis economicamente, abrirá um mercado potencialmente grande uma vez que o próprio IN EA está desenvolvendo ações de controle e fiscalização deste sistema de produção de mudas exigindo mais qualidade no produto final.

Sumário da Invenção 17- A presente invenção diz respeito a um composto de tipo orgânico mineral gerado a partir de dois resíduos provenientes da indústria cervejeira: o lodo ETE (ETE) e a terra infosória (TI), que depois de misturados na proporção 2:1 (2 de ETE:1 TI) e submetidos a um processo de compostagem durante 60 dias é transformado em composta. Sendo enriquecido com substâncias húmicas extraídas e isoladas de vermicomposto vacuno. 18- A nossa invenção é útil para ser usada como substrato e como adubo orgânico mineral e corretor de solo. O composto de nome “Fert-OME” é fornecedor de nutrientes, tendo grande disponibilidade de fósforo, potássio e nitrogênio. Ao agir diretamente com a argila presente na terra infusória, apresenta capacidade para melhorar a CTC do solo, maior retenção da água e liberação graduai dos nutrientes. Assim como proporcionar uma maior estabilidade aos agregados do solo, servindo como melhorador das condições físicas do solo como textura e estrutura. 19- Ao mesmo tempo, esta invenção representa uma saída viável para a própria indústria cervejeira, permitindo a transformação destes dois resíduos que tem destino para aterro segundo disposto na Resolução 375 do CONOMA (2006) num composto utilizável na agricultura. 20- Nosso alvo principal são os produtores de mudas, em especial aqueles vinculados a programas de reflorestamento urbano e de encostas, as cooperativas vinculadas à floricultura e a Prefeitura do Rio de Janeiro. Em geral, elas apresentam uma grande demanda por substrato de boa qualidade para garantir o aumento da eficiência de seus programas de reflorestamento urbano e de encostas.

Breve descrição das Tabelas 21- A Tabela 1 mostra as determinações dos metais pesados presentes no lodo ETE e na terra infusória, assim como os níveis permissíveis. TABELA 1 ND — Não detectado (teor abaixo do limite de detecção do método) **CMP = Concentração máxima permitida. 22- A Tabela 2 mostra a composição química do lodo ETE e terra infusória. 23- A Tabela 3 mostra as determinações de nitrogênio e as diferentes formas de compostos nitrogenados disponíveis no lodo de ETE e na terra infusória. TABELA 2 ND = Não detectado (teor abaixo do limite de detecção do método) *Para Na valores que não são significativos. TABELA 3 Descrição geral da invenção 24- A presente invenção diz respeito ao “Fert-OME” como um produto transformado num tipo de substrato Fertilizante (Fert) Orgânico Mineral Enriquecido (OME) com substâncias húmicas extraídas e isoladas, originado da compostagem de dois resíduos na proporção 2:1. O lodo de Estação de Tratamento (Lodo ETE) e terra infusória (TI), resíduos de classificação III, destinados a aterros sanitários e provenientes de uma empresa cervejeira. As substâncias húmicas são ácidos húmicos extraídos e isolados de vermicompostos.

Descrição detalhada da invenção 25- Na primeira fase ou também chamada de Etapa No. 1. É a fase de recepção dos resíduos para a posterior compostagem. Seguindo as recomendações da Resulução 375 (CONOMA, 2006). Uma área da UFRRJ destina-se como receptora, passando por um importante controle do pessoal que deposita e trabalha no processo de formação da composta, devidamente autorizado, conforme aparece no autorizo (PMS-SEMANA - 054/2013) da Secretaria Municipal de Meio Ambiente e Agronegócio do Município de Seropédica (SEMANA) 26- O próprio composto que é a nossa invenção é gerado a partir da compostagem da mistura de lodo de ETE e TI proveniente de uma indústria cervejeira do Estado do Rio de Janeiro. Conforme aparece disposto no contrato de entrega destes resíduos segundo convênio com o Departamento de Solos, Agronomia- UFRRJ (ofício n°. 055/2013) o mesmo aprovado pela Prefeitura de Seropédica (PMS-SEMANA - 054/2013) 27- Os resíduos são depositados 10 t de lodo de ETE e terra infusória numa área da UFRRJ escolhida para esses fins. No local é preparada a finalização da compostagem misturando ambos rejeitos com ajuda de escavadeiras até finalizar o processo de fermentação iniciado nas estações de tratamento de onde são provenientes os resíduos. O processo então é monitorado por 60 dias, medindo-se a temperatura da composta e mexendo na mistura até concluir a compostagem. 28- Uma vez obtida a composta é chamado de Composta 1. É um resíduo de cor preta acinzentado, inodoro e homogêneo, de textura argilosa (30% de teor de argila). Para comprovar a viabilidade e a homogeneidade do produto são realizadas análises químicas e físicas. Essas análises são: 1-química: Sólidos voláteis, metais pesados, carbono orgânico total (COT), N, P, K, assim como Ca, Na, Mg. 29- Para maior clareza na apreciação dos dados, os resultados das análises foram separados e suas médias apresentadas (Tabelas 1 e 2). Na Tabela 1, figuram as informações sobre a ocorrência de metais que poderíam comprometer a utilização dos materiais em áreas agrícolas e ao lado dos valores obtidos estão apresentados os limites das concentrações máximas permitidas, segundo os teores permissíveis CONAMA (2009) para os diversos parâmetros pesquisados. Os dados se referem à base seca. 30- Conforme pode se verificar com o exame dos dados da Tabela 1, não há restrições quanto à utilização pretendida para a destinação dos dois materiais nas áreas a serem cultivadas. Na tabela 2 são apresentadas as características químicas do material a ser utilizado, destacando-se os dados referentes a carbono orgânico e nitrogênio, utilizados para a definição da taxa de aplicação. 31- Para a determinação da taxa básica de aplicação de cada um dos produtos, adotou-se a quantidade de nitrogênio disponível e a dose de 60 kg de N.ha'1, recomendada pelo Manual de Adubação para o Estado do Rio de Janeiro (Almeida, 1988). A quantidade de N disponível foi determinada utilizando-se as médias dos teores de Nitrogênio em miligramas por quilo de cada material, base seca, através da fórmula: 32- Ndisp = 30% x (NKj - NNH3) + 0;5 x NNH3 + NN03 + NN02 Efetuando-se os cálculos e arredondando-se os resultados, as doses básicas anuais (matéria seca) de lodo de ETE e de TID a serem utilizadas são, respectivamente, de 130 Mg.ha-1 e de 150 Mg.ha-1. 33- Na segunda etapa denominada como Etapa 2, corresponde ao processo de extração de substâncias húmicas (SH) de acordo com a metodologia I-N28 (2007): 34- Passo-1. Extração dos compostos húmicos - a) Utilizan-se 300 mg de carbono orgânico total após a amostra ser secada a 65°C em estufa e moída até passar totalmente em peneira de 0,5 mm de abertura. Na amostra fluida pesou-se o equivalente a 300 mg de carbono orgânico total após agitação manual dentro do próprio frasco; b) Transferiu-se para um frasco de 250 mL; c) Acrescentou-se 100 mL da solução extratora de pirofosfato de sódio 0,1 mol L-1(Na4P2O7.10H2O) em NaOH 0,1 mol L-1 recém preparada; d) Tampou-se o frasco e agitou-se por 30 minutos em agitador Wagner a 40 rpm; e) Transferiu-se o conteúdo do frasco para dois tubos de centrífuga de 50 ml; f) Ajustou-se a velocidade da centrífuga para 2000 g e promoveu-se a centrifugação por 15 minutos; g) Transferiu-se a solução sobrenadante para balão volumétrico de 1000 mL. h) Repetiu-se a operação de centrifugação por até cinco vezes, adicionando-se alíquotas de 50 mL da solução extratora em cada tubo, em função da amostra, até que o líquido de extração ficou levemente corado; i) Reuniram-se todos os extratos no balão volumétrico de 1000 mL, completou-se o volume com água destilada e homogeneizou-se e obtendo-se a solução com o extrato húmico total. Passo-2, Fracionamento: a) Tomou-se 100 mL da solução do extrato húmico total e acrescentou-se ácido sulfúrico a 20% (v/v), agitando-se lentamente até pH 1, verificado com o uso do pHmetro. b) Deixou-se em repouso por um período mínimo de 8 horas, para separação dos ácidos húmicos. c) Centrifugou-se a 2000 g por 15 minutos e comprovando-se visualmente a separação do precipitado de ácidos húmicos. d) Transferiu-se o sobrenadante (fração ácidos fúlvicos) para balão volumétrico de 100 mL e completou-se o volume com água purificada, e) Solubilizou-se o precipitado (fração ácidos húmicos) com NaOH 0,1 mol L-1 transferindo-se para um balão volumétrico de 100 mL e completou-se o volume com água purificada. Etapa 3-Enriquecimento da Composta 1 com as substâncias húmicas extraídas. Por cada 10 t de produto obtido serão adicionados 100 I de extrato de substâncias húmicas. Posteriormente o material é novamente homogeneizado com escavadeiras durante dois dias até obter o teor padrão de humidade estimado em 40-60 % de humidade, e transcorrido este processo o material enriquecido passa a ser chamado de Fert-OME, e armazenado para posterior comercialização.

Exemplos de aplicação: 35- O produto pode ser aplicado em solos de baixa fertilidade e de acordo com as necessidades do próprio solo, tipo de cultura, nutrição vegetal, nas doses 10-1001 Ha-1. 36- Como substrato diretamente em hortaliças, mudas, bandejas em estufas.

REIVINDICAÇÕES

Claims (3)

1. 01- COMPOSTO ORGÂNICO MINERAI.. FNRlOCFCiDO OBTIDO Λ PARTIR DA COMPOSTAGEM DF·! RFS1DCOS DA INDCSTR1A CERVEJEIR \ caracterizado por mistura dos resíduos de Iodos de estação de tratamento de esgoto ou Iodos ETE e terra infesêría ou terra diatomácea e enriquecido com substâncias húmicas isoladas obtidas de vermícomposto bovino.
2. 02- COMPOSTO ORGÂNICO MINERAI. f NRlOrfCIDO OBTIDO A PARTIR DA COMPOSTAGEM DF RFSIDI OS DA INDl SÍRIA ( FRVf -JEIRA. do acordo com a reivindicação 01, caracterizado por adição de bactérias fixadoras de nitrogênio.
3. 03- COMPOS i O ORGÂNICO MINERAI. FNRIOI FCÜX) OBTIDO Λ PAR TIR DA COMPOSTAGEM DF RI S1DÍOS DA !M)i S! R1Λ CERVEJEIRA, de acordo cora a reivindicação 01 ou 02, caracterizado por adição de fungos formadores de micorrizas ou FMAs, ou outros simbiontes como fungos endófitos negros (DSE-Dark Septate Endophytes). M-COMPOSTO ORGÂNICO MINERAI. FNRIQÍ.'ECIDO OBTIDO A PARTIR DA COMPOS FACiFAÍ DE RFSIDCOS DA INDCSTRIA CERVEJEIRA, de acordo com a reivindicação 01, caracterizado por adição de sais inorgânicos.