CN102056865A

CN102056865A - 有机矿质肥料的生产方法

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Publication number: CN102056865A
Application number: CN2009801214344A
Authority: CN
Inventors: P·E·曼泰拉托; F·C·博斯卡里奥; M·N·D·A·谷盖尔; A·R·P·凯撒; J·R·P·恰姆贝里
Original assignee: Dedini S A Ind De Base
Current assignee: Dedini S A Ind De Base; Dedini SA Industrias de Base
Priority date: 2008-04-23
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2011-05-11
Also published as: CO6310991A2; AR071481A1; BRPI0801794F1; BRPI0801794A2; WO2009129589A3; ZA201007557B; US20110113843A1; BRPI0801794E2; WO2009129589A2

Abstract

本发明涉及一种用于由作为糖和/或酒精制造的副产品的酒糟、滤饼和一般是锅炉灰和任选地补充由大量营养元素(主和次要)和微量营养元素组成的肥料源来生产有机矿物肥的方法。在本发明的一个优选实施方案中，本方法包括步骤：浓缩所述酒糟，直至达到约65％(p/p)的固体为止；在所述浓缩的酒糟中混合和溶解所述肥料成分；混合和在热气流中干躁所述滤饼和灰，热气流是通过燃烧甘蔗渣或细秸秆获得的；用所述浓缩的酒糟混合物和添加的肥料添加剂浸渍该干躁的混合物；以及，最后，干躁和造粒最终配制的混合物。最终产品是颗粒状固体，根据先前制定的配方，含有N、P、K、Ca、S、Mg和微量营养元素。在本发明的另一形式中，进行相同的过程，但没有加肥料成分。

Description

有机矿质肥料的生产方法

发明领域

本发明涉及用于使用糖和酒精生产的副产品来生产有机矿质肥料的方法。

发明背景

现有技术包括一种生产方法，其中的用于获取有机矿质肥料颗粒(OMF)的原材料包括糖和酒精生产的副产品，它们富含矿物质和有机物，定义为酒糟、滤饼和锅炉灰，它们被混合到：主要营养成分，如氮(N)、磷(P)和钾(K)；次要营养成分，如钙(Ca)、镁(Mg)和硫(S)；微量营养元素，如硼(B)、氯(Cl)、铜(Cu)、铁(Fe)、锰(Mn)、钼(Mo)、锌(Zn)和钴(Co)。

基尔(KIEHL)详尽表征了有机矿质肥料的定义(KIEHL，E.J.，《有机肥料》，第134-135页，CERES Ltda.出版社，圣保罗，巴西，1985年)。该作者认为：源于植物和动物的每一产品的有机肥料在以适当的量、季节和方式使用到土壤中时，促进了土壤的物理、化学、物理化学和生物特性的改良，实现了对不利的化学反应或过量毒素的校正，以足够的量为根部提供营养来生产高品质的可盈利的作物，而没有造成对土壤、庄园或环境的破坏。在巴西，根据1982年2月18号的第86955号法令，有机肥料是源于植物或动物，分类如下：

简单的有机肥料-源于植物或动物、含有一种或多种植物营养成分的肥料。

有机矿质肥料-通过混合或组合有机和矿质肥料的混合物而产生的肥料。

复合肥料-通过自然或控制的生化工艺用植物或动物的残留物的混合物而获得的肥料。

为了更好地理解糖和酒精工业复合物中的有机矿质肥料(OMF)的主要成分的生成，下面说食糖和酒精制造工艺的主要步骤。

用于生产糖、酒精及副产品(滤饼、锅炉灰、酒糟、含碳气体和燃气)的常规工艺包括如下步骤。将庄园中的人工或机械收割的甘蔗送到工厂，在那里被清洗(通过干法或湿法)，然后进行准备工艺，在那里被切碎、分离纤维，进行提取，这可在多级(一般为4至6)逆流式车间中进行，在那里，甘蔗在最后级或在洗料器(在巴西不是很常见)中接收添加的水。这个初始工艺产生甘蔗渣，甘蔗渣被送到(中等压力或高压力)锅炉中燃烧以产生蒸汽和电能。甘蔗渣燃烧所产生的材料是指灰和燃气。提取的混合汁被送去物理化学处理，生产糖和/或酒精，这取决于车间是混合式工厂(生产糖和酒精)还是自主式酒厂(仅生产酒精)。

在混合式工厂中，一般约50％的处理的甘蔗被送到到糖生产厂，50％被送去生产酒精。

送去生产酒精的汁经过特定的物理化学处理，和生产糖所产生的废的最终排出糖汁(母液)一起被送到发酵容器。

这种混合物(称作麦芽汁(must))在使用酵母(酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae))的搅拌罐(槽)中经历了酒精发酵过程，它生成含有6％至11％的乙醇的发酵麦芽汁。作为发酵过程中的副产品，它还产生相对于乙醇为1∶1的质量的含碳气体和在后面的蒸馏步骤分离的杂醇油(按质量小于1％)。所产生的发酵麦芽汁随后进行离心过滤，在那里酵母被分离和回收，含有乙醇的酒被送去蒸馏。随后，通常将酒与蒸馏塔中的蒸汽直接接触，产生两股料流：塔顶的乙醇料流和塔底的酒糟料流。由于利用蒸气与酒直接接触，在酒糟中发生了冷凝液的加入，取决于酒的酒精度，产生的体积可以为酒精体积的约10-14倍。也还存在着通过非直接接触的蒸馏工艺，它产生较小的酒糟量，为酒精体积的约6到8倍。

送到制糖厂的混合汁在分离片型筛(cush-cush type screen)(和/或转筒筛)中进行甘蔗渣的分离操作，被加热到约40℃，传送到亚硫酸步骤(通常在柱子或水力喷射器中)，其中，通过添加由燃烧器中的硫燃烧所产生的二氧化硫，它的pH值被降到约4.0-4.5。

在亚硫酸化之后，向混合汁加入石灰乳(或葡萄糖二酸钙，其中pH值升高到约7.0-7.2。

石灰处理的(或加增味剂后的)汁然后被加热至约105℃，随后经历了去除溶解气体的蒸发工艺(“闪蒸气室”)，加入絮凝剂(通常为聚丙烯酰胺聚电解质)，并随后传送给(带或不带托盘的)静态倾析器中的倾析。这一操作也普遍被称作澄清法。从澄清工艺的得到两个料流：淤泥料流和澄清汁料流。淤泥在加了甘蔗渣(一种“天然过滤装置”)后，接收石灰乳和最后是聚电解质的添加，然后在真空转筒过滤器或压带过滤器中过滤，从而生成了在农业中使用的滤饼和重新进行到工艺的过滤汁。

所得的澄清汁被送到多效真空蒸发器(通常是有4或5级的罗伯特型蒸发器)中蒸发，生成具有约65°糖度的浓度的被称作糖浆的浓缩汁。

在第一蒸发级(通常是称为预蒸发)，产生的蒸汽(V1)用在蒸发结晶、加热混合汁和酒精生产中的蒸馏的操作中。

在蒸发中得到的糖浆被送到后面结晶步骤，它是在带有两个或三个物料(mass)的系统中的真空压延机型蒸发结晶器中进行的。

一般来说，常规的结晶工艺需要3至5个小时，由此获得的晶体物被送到装有冷却套的卧式结晶器，直到达到环境温度为止。

然后，将最终物料在底部卸料离心机中离心循环，其中晶体在使用水和蒸汽洗涤后，进行干躁和装袋步骤。

在离心机中获得的流出的糖浆在蒸煮操作中再利用以得到第二糖(糖B或糖糊)和最后得到第三糖(糖C或糖糊)，它们也在第一制糖工艺中再循环。源于带有两个物料的系统中的糖B或源于物料C的终端糖浆(糖浆)与分离用来生产酒精的汁的一部分一起被送到酒精制造厂。

对于有机矿质肥料的生产，除糖和酒精工业综合企业的副产品外，作为主要和次要的大量营养元素和微量营养元素，可使用如下所述的商业化合物。

作为氮源，可以使用从无水氨、氨水、硝酸铵、硝酸铵钙(硝酸钙)、硫酸铵、硫酸·硝酸铵、氰氨化钙、硝酸钠、尿素和脲甲醛中选择的化合物中的至少一种；

作为磷源，可以使用从碱性熔渣、骨粉、磷酸、磷酸盐岩、磷精矿(phosphatic concentrate)、单过磷酸钙(single superphosphate)、三重过磷酸钙(triple super phosphate)和过(super)磷酸中选择的化合物中的至少一种；

作为钾源，可以使用从氯化钾(muriate)、碳酸钾、双钾镁硫酸盐和硫酸钾中选择的化合物中的至少一种；

作为氮、磷、钾、钙、镁、硫和其它微量营养元素的混合物的源，可以使用从含铵过磷酸盐、硝磷酸铵、硫硝酸铵、棉籽壳灰、磷酸二铵、磷酸一铵、硝酸磷肥(nitro-phosphate)、硝酸钠和钾、木灰、碱性高炉熔渣、白云石、石膏、硫酸镁石、石灰、磺基石灰石(sulphocalcic)溶液、硫酸镁(爱普生盐)和硫磺中选择的化合物中的至少一种。

作为钙源，可以使用从高炉熔渣、方解石石灰、白云石石灰、石膏、氧化钙(生石灰)、氢氧化钙(熟石灰)、硫酸钙(磷石膏)、大理石、氰氨化钙、硝酸钙、磷酸盐岩、单过磷酸钙和三重过磷酸钙中选择的化合物中的至少一种。

作为镁源，可以使用从白云石石灰、硫酸镁(泻盐)、煅烧的硫酸镁石、氧化镁和双钾镁硫酸盐中选择的化合物中的至少一种。

作为硫源，可以使用从硫酸铵、硫酸铁、硫酸铜、硫酸镁(泻盐)、磷石膏、硫酸锰、单过磷酸钙、双钾镁硫酸盐、元素硫、二氧化硫、三重过磷酸钙和硫酸锌中选择的化合物中的至少一种。

作为硼源，可以使用从硼熔块、硼砂、硼酸、五硼酸钠(sodiumpentaborate)、四硼酸钠(sodium tetraborate)和Solubor(硼砂)中选择的化合物中的至少一种。

作为铜源，可以使用从碱式硫酸铜、磷酸铜铵、铜螯合物(Na₂CuHEDTA)、氯化铜、铜熔块、REAX铜、TDHIS铜、Silviplex铜、一水合硫酸铜、五水合硫酸铜、氧化铜、氧化亚铜和Rayplex铜中选择的化合物中的至少一种。

作为铁源，可以使用从磷酸铁铵、多磷酸铁铵、铁熔块、硫酸铁、硫酸亚铁、铁螯合物(NaFeEDTA或FeHEDTA)、Reax铁、TDHIS铁、Silviplex铁和Rayplex铁中选择的化合物中的至少一种。

作为锰源，可以使用从锰螯合物(MnEDTA)、Reax锰(MnMPP)、TDHIS锰(MnPP)、Silviplex锰(MnMPPP)、硫酸锰、锰熔块、氧化锰和Rayplex锰(MnPF)中选择的化合物中的至少一种。

作为钼源，可以使用从钼酸钠、三氧化钼和钼酸铵中选择的化合物中的至少一种。

作为锌源，可以使用从碳酸锌、锌螯合物(Na₂ZnEDTA或NaZnHEDTA)、氧化锌、Reax锌(ZnMPP)、TDHIS锌(ZnPP)，Silviplex锌(ZnMPPP)、硫酸锌和Rayplex锌(ZnPF)中选择的化合物中的至少一种。

有机物对土壤的性质与生产力的益处基尔(KIEHL，E.J.，《有机肥料》，第27-84页，CERES Ltda.出版社，1985年)将土壤生产力与三个基本因素：气候、土壤的物理性质与土壤的化学或肥沃性性质的总和关联起来。气候被认为是最重要的因素，也最难以控制；物理和化学条件分别是考虑的第二和第三因素，因为它们更容易控制。因此，除了气候因素外，其它因素可以通过土壤性质中的有机物的行为而显著改变，所述有机物是有机物肥料(OMF)的主要成分。

在土壤中施用的有机物对土壤性质具有积极的作用，如：

物理性质：表观密度，结构，通风和排水，保水，一致性。

化学性质：营养供给(主要的和次要的常量和微量营养元素)，有毒物质的校正，pH值和缓冲能力。

物理化学性质：营养吸附，离子变化能力，比表面积。

生物学性质：它们有利于对有机物(细菌、真菌、放线菌和藻类)的降解负责的微生物的成长。

由于其产量和其有机物及矿物质含量(富含氮、磷和主要是钾)，根据上面的说明所得到的这些副产品具有作为农业-工业使用的原料的高潜力。

尽管有在农业中有益使用的大的潜力，以诸如在糖和酒精生产工艺中所得的形式应用这些副产品可能对环境有害，而不是经济上的好处。例如，酒糟是提供了施肥作用或污染作用将取决于其形态、施用地点和施用的量。

通过从种群等价(population equivalent)角度来分析，由甘蔗糖蜜生产120立方米乙醇/天的酒厂具有来自有机物含量的潜在的污染，相当于695.000个居民带来的污染。

在作物点施用酒糟需要特别注意无机盐的含量。

取决于土壤类型，密集的酒糟施用可以引起对土壤的暂时或永久的破坏，甚至污染地下水。湖塘中的酒糟存储导致了有粪便物随之形成的快速微生物分解，这引起强烈的难闻的气味。

为施用这些副产品，应考虑一些因素，诸如：

-绝大多数工厂没有在环境方面适当的酒糟运输和分配系统，它们的改造需要新的投资和技术改造。如今，在某些地区，有地下水污染的大危险；

-在巴西圣保罗的最大的酒精生产中心坐落在本国最大的地下水保护区之一-包鲁和瓜拉尼蓄水层上。在圣保罗州的称作补给区的地区，两个蓄水层都在很大程度上暴露出来，非常接近土壤表面；

-许多工厂都位于靠近溪水和永久保护区处；

-维持现有发展水平，酒糟量在未来的十年将增加一倍；

-运输大量的在该工艺中获得的酒糟超过生产中心25公里的距离显著地提高了运输和分配成本；

-大多数运输和分配系统使用以石油为基础的不可再生的能源；

-对土壤施用酒糟有一极限，超过此极限则不利地改变其性质，导致土壤盐碱化和地下水污染、以及需要不断改变区域。在诸如圣保罗的州，取决于地区、土壤类型和酒糟组成的钾含量，由预先确定的施用酒糟的限制(CETESB-圣保罗州环境卫生技术公司-规定P4.231)。

为了对巴西的糖和酒精产业所涉及的生产量有一个概念，根据DATAGRO(巴西的一家私有甘蔗咨询集团)，在2006/2007收获年度，在运行的325个单位中，在5,340,000公顷(巴西的8.8％的农业面积)的面积上种植了426,613,891吨的甘蔗，生产了17,850，646立方米的生物乙醇和30,606,677吨的糖。

关于酒精生产，可以预见，对于主要副产品-酒糟，相关的生产量10至14倍于生物乙醇产量，这允许估值为约180至200百万立方米/年的量。

在滤饼和灰的情况下，所产生的量更小，分别为1.5至4.0千克/顿甘蔗和35-40千克/吨甘蔗。

下面的表1、2、3示出了酒糟、滤饼和灰的通常的基本组成。

表1示出了在联合甘蔗工厂即既生产糖又生产酒精的工厂中产生的滤饼的基本组成。

表1：

表2显示了由甘蔗渣燃烧而产生的锅炉灰的基本组成。

表2：

表3示出了由以甘蔗汁、汁和糖浆的混合物和糖浆制备的麦芽汁的发酵和蒸馏所生成的酒糟的基本组成。

表3：

关于在农业中施用这些副产品，以在工艺中获得的形式或以经过堆肥处理后的稳定的产品的形式施用在甘蔗种植现场的滤饼。在大多数工厂中，酒糟是以在这个工艺中获得的形式直接应用于甘蔗作物地点。施用酒糟到种植园有几种方法：通过与卡车相连的软管喷洒或通过直接来自于遍布种植园的渠道的运水系统喷洒而用卡车直接施用到沟槽中。尽管在某种意义上，迄今所采用的解决方案对酒糟生产及其施用之间的距离为约25公里的情形是经济的，但应考虑以下几个方面。

一个合理的使用这些副产品的工艺应考虑到在环境方面提供其更好的施用到种植园中并增进其生产地的农产业综合体的盈利能力。虽然没有简单和直接的解决办法，但应该强调，在可商业化的产品中制造这些副产品不是在技术上不可能的。然而，所涉及的经济-金融学方面需要仔细分析，因为生物乙醇生产基本上是要来取代汽油的，或者更准确地说，是要来取代基于石油的不可再生能源的。因此，副产品加工费用不能在淤作为燃料的生物乙醇的竞争方面处于不利地位。另一方面，这些副产品的工业加工由于需要使用大量能源，故将直接与电能的废热发电过程竞争，从而产生了一个复杂解决方案的问题。此外，直到最近为止，酒糟的特征是残留物。自80年代以来提出的研究指出了单个或组合替代法，诸如：直接使用浓缩的酒糟为肥料或在锅炉中焚烧酒糟和随后使用灰作为肥料；通过粉化来浓缩和干躁酒糟并随后作为动物的食物使用；酒糟的厌氧发酵以生产用于在锅炉中燃烧的或用作汽车燃料的甲醇；酒糟的需氧发酵，酒糟盐的分步结晶，浓缩酒糟与滤饼和藻类培植的堆肥，等等。现有的研究大多是来自七八十年代，相对于每桶石油的价格约为100美元的当前状况是过时的。目前农产业综合体设想大豆和生物柴油的生产、用甘蔗渣和秸秆废热发电、最大限度地利用/回收随甘蔗(约700千克/吨甘蔗)引入的水、通过利用新技术使发酵中的酒精浓度最大化和在蒸馏中最低限度地使用水来生产生物乙醇，以使该工艺中产生的酒槽量最小化、使糖和酒精生产中的能量回收最大化、尽量减少污水的产生和最大限度地利用副产品。

为了实现上述目标，本发明的方法旨在开发一种技术来提供农产业综合体中的完善的能量一体化、与投资者的期望匹配的投资回报、支持盈利能力提高、以及符合企业自我维持的要求。这样的目标需要对整个生产链特别是产业综合体的单元操作进行严密的分析。

发明概述

作为克服现有技术的局限性的功用，本发明的目的在于提供生产富含有机物和优选氮、磷、钾、钙、镁、硫和微量营养元素的粒状固体有机矿质肥料的方法，该有机矿质肥料以与传统的肥料相同的方式被施用在农业中，因而省去了分布滤饼和灰的具体的机器以及施用酒糟的机器和抽水机，它也允许大大减少被运输的材料的量，极大地减少了地下水污染和环境恶化的风险。

本方法还旨在获得导致作物产量的额外好处和增加农产业综合体的盈利能力的肥料。

本申请提供一种生产有机矿物肥(OMF)的方法，所述有机矿物肥包含用甘蔗进行糖和酒精生产所形成的酒糟和滤饼的副产品，所述方法包括下列步骤：(i)通过蒸发其中所含的一部分水，将从酒精制造工艺中形成的酒糟进行浓缩；(ii)通过机械的工艺和通过干躁的工艺，将在糖和/或酒精生产工艺中所得的滤饼进行去除其中所含的一部分水的操作；(iii)在机械搅拌机中，用所述浓缩的酒糟浸渍在步骤(ii)得到的滤饼；和(iv)使在步骤(iii)所得的混合物干躁和造粒，去除其中所含的一部分水。

最终的产品是与颗粒矿质肥料相似的颗粒。作为研究更好地利用糖和酒精生产过程中的能量的结果，在工艺中所用的能量是从生产工艺中回收的能量。该产品的分配是以传统方式进行的，就如同传统的化肥分配那样。

因此，与当前的系统不同，避免了投资专门设备来分配和处置滤饼、施用和分配酒糟和分配常规化肥。这导致较少的化石燃料消耗、减少的用于运输和输送的机器和设备的投资、降低的土壤的板结(compactation)和较低的运作成本。

本发明的肥料提供了土壤性质(基尔(KIEHL)，E.J.，《有机肥料》，第26-82页，CERES Ltda.出版社，1985年)的普遍改进，与常规施肥相比(基尔(KIEHL)，E.J.，《有机肥料》，第101-102页，CERES Ltda.出版社，1985年)，相应的甘蔗作物产量提高，这是因为，当与土壤接触时，本发明的肥料促进了养分的有控的释放和矿质和有机物质的充分利用(戈洛丽娅(GLORIA，N.A.)和麦提亚泽(MATTIAZZO，M.E.)-《有机物质对土壤的磷的溶解性的影响》和《来自糖厂和酿酒厂的残留物(甘蔗渣、滤饼和酒糟)的作用》，《Brasil Acucareiro》，88(5)，第386-395页，1976年)，最大限度地减少了R₂O₃(Al₂O₃和Fe₂O₃)的溶滤和磷固定过程，提高了土壤的pH值(艾洛(EIRA，A.F.)和卡佛略(CARVALHO，P.C.T.)-《土壤微生物进行的有机物分解及其在pH值变化上的影响》，《Revistada Agricultura》，巴西，45：15-21，1970年)，消除了地下水污染的风险，提高了土壤的阳离子交换能力(CEC)，防止了恶臭气味的释放，改进了保水能力和土壤颗粒能力，降低了板结和侵蚀，有利于有益微生物(真菌和细菌)的成长，推动了诸如氮的矿化与固定、其硝化反硝化和生物固定的几个过程(艾尔梅达(ALMEIDA，F.F.)，《酒糟施肥中的真菌干扰》，皮拉西卡巴(Piracicaba)，ESALQ-USP，1954年，巴西，第44页，《Zimotécnico研究所所刊》，第5卷)，最后，提高了施用的每公斤肥料的甘蔗产量。然而，作为这一过程的副产品，产生了冷凝物(水)，它经过相对简单的处理后可用于农产业综合体，或甚至输出到其它系统，或用于其他目的。

附图简述

现在将参照通过可能实施本发明的方式的一个例子而给的附图说明本发明，图中：

图1表示由滤饼、锅炉灰、酒糟和糖和酒精生产的副产品补充由大量营养元素(主要和次要)和微量营养元素组成的肥料源而生产有机矿质肥料的方法的流程图。

发明的说明

在所说明的方法中，源于酒精生产工艺的稀释的酒糟Vd在蒸发器10a、10b...10n中浓缩至20％至65％、优选为65％(p/p)的固体的浓度，作为浓缩的酒糟Vc送到储存罐20供日后使用。

源于过滤器的滤饼T被脱水/干躁，直到水分处于2％和70％(p/p)之间为止，更优选为在2％和30％之间，更优选为在10％和20％(p/p)之间为止。

将滤饼T和来自锅炉的灰C混合，将由过滤器的滤饼和锅炉灰所形成的该混合物脱水/干躁，直到在除水和干躁的设备30中的水分在5％和70％(p/p)之间、更优选为在5％至20之间、更优选为在10％和12％(p/p)之间为止，并传至仓库40中储存。

向浓缩的酒糟Vc中添加了肥料元素，例如来自氮、磷、钙、硫、镁和其它微量营养元素源，它们在混合设备50中混合。将这种混合物(悬浮液)随后加到最后的混合器60中并与滤饼及一般来说预先干躁并储存在仓库40中的灰混合，然后该混合物被送到设备70中进行最后的干躁和造粒步骤。最终的产品是颗粒状固体，根据预先制定的配方，一般含有氮、磷、钾、钙、硫、镁和其它微量营养元素。该肥料元素(主要和次要大量营养元素加上微量营养元素)的剂量控制是由电子剂量控制装置80执行，它在运行上与剂量装置D1、D2、D3、D4...Dn相连，包括存储在它的数据库中的与存储的化合物和制定的配方有关的信息。

应该理解，由主要和次要大量营养元素以及微量营养元素源如氮、磷、钾、钙、镁、硫、硼、铜、铁、锰、钼和锌组成的源可以是在本说明书的背景介绍中定义的，没有必要在本发明的说明书部分进行重复。

在实施本发明的第一种方式中，使用糖和酒精生产的副产品生产有机矿质肥料的方法包括如下的可能的组合：滤饼T和浓缩的酒糟Vc，(滤饼+锅炉灰)和浓缩的酒糟和源自蔗渣和/或细秸秆焚烧的气体，和/或从锅炉烟囱出来的用于干躁的的废气。该方法包括步骤：将在酒精生产工艺中生成的稀释酒糟Vd在一系列蒸发器10a、10b...10n，优选在真空条件下级联的例如降膜或湍流雾蒸发器中使用蒸气作为加热源进行蒸发而浓缩，直至达到20％至65％(p/p)的固体，优选65％的浓度为止。在酒糟的一效蒸发中使用的蒸汽可以是源自预蒸发器或用于甘蔗汁的二效和三效蒸发排出的蒸汽或植物(vegetal)蒸气，。酒糟一效蒸发可以使用来自滤饼和酒糟混合物的干躁废气。

然后，由滤饼T或滤饼+在锅炉中燃烧甘蔗渣形成的灰制备混合物，该混合物进行前面的除水工艺，即通过机械和干躁，在设备30中去除水和干躁。然后，可以向浓缩的酒糟Vc添加肥料元素，该肥料元素基于主要大量营养元素(氮，磷和钾)、次要大量营养元素如钙(Ca)、镁(Mg)，硫(S)和微量营养元素如锌(Zn)、铁(Fe)、铜(Cu)、氯(Cl)、硼(Bo)、锰(Mn)和钼(Mo)，以获得足以满足先前设计的农业应用的最后的配方。接着，在最终搅拌机60中机械混合以均匀化材料后，所述混合物在热蒸气中进行干躁和造粒操作，直到颗粒固体产品的最终水分为约2％至20％、更优选为约10％(p/p)。

在上述的实施方案中，OMF成分的干躁/混合是以如下顺序进行：混合锅炉灰到湿滤饼中；脱水/干躁滤饼和灰的混合物；将大量营养元素和微量营养元素加到浓缩的酒糟中；将滤饼和干灰与包含大量营养元素和微量营养元素的浓缩酒糟混合；之后，干躁所得混合物。

滤饼和锅炉灰的混合物以及最终的混合物的干躁是在单级或几个级中实施的，干躁的气体以平行流或交错流流动，且优选在流化床型干躁器或振动-流化型干躁器或喷动床干躁器或转鼓式干躁器或涡轮干燥器中。

在另一实施方案中，用于生产有机矿质肥料的方法使用生产糖和酒精的副产品，包含滤饼+酒糟或滤饼+锅炉灰+酒糟组成的混合物。所述方法包括将酒精生产工艺中生成的稀释酒糟Vd在蒸发器10a、10b...10n中，优选在多效应真空蒸发器中进行蒸发而浓缩，直至达到20％至65％(p/p)的固体，优选65％浓度为止。然后，用在糖和酒精生产过程中获得的滤饼T或是用所述滤饼与在锅炉中燃烧甘蔗渣所产生的灰C制备混合物，将该混合物进行事先的除水工艺，即通过机械和干躁在设备30中去除水和干躁。接下来，该混合物在热气体料流中进行干躁和造粒操作，直到达到颗粒固体产品的最终水分为约2％至20％、更优选为约10％(p/p)。应强调，副产品的优选组合是使用滤饼、灰和浓缩酒糟。因为酒糟本质上是酸并且灰有碱的特性，有可能获得中和效应，因而获得具有较好的物理化学性质和较少的投入消费的最终产品。

在实施本发明的两种方式中，前面的机械脱水由滤饼和灰组成的混合物可以通过如压滤机、带式压滤机或其它压滤设备的机械装置实施。按顺序，这种混合物的干躁可以在烘干设备例如转鼓式干躁器、流化床干躁器、振动流化床干躁器、喷动床干躁器和涡轮式干躁器中进行，引入平行行或交错流的热空气流，气体可以源自甘蔗渣和/或细秸秆的燃烧和/或从锅炉烟囱排放的气体。

在本发明的第二实施方案中的包含酒糟、滤饼和灰或在第一实施方案中的包含这些成分加大量营养元素(主要和次要)以及微量营养元素的最终混合物的干躁和造粒可以使用相同的用于干躁滤饼和灰形成的混合物的造粒和干躁系统来执行。

向有机矿质肥料加氮源可以通过加入由工业氨和碳酸气间的反应所获得的碳酸铵而实现，所述碳酸气来自可发酵糖化合物的酒精发酵，优选来自甘蔗、甜菜、玉米和高粱，更优选为来自甘蔗或甜菜，更优选为来自甘蔗。

Claims

1.一种生产有机矿物肥(OMF)的方法，所述有机矿物肥包含用甘蔗进行糖和酒精生产所形成的酒糟和滤饼副产品，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

i-通过蒸发从酒精制造工艺中形成的酒糟中所含的一部分水，将所述酒糟进行浓缩；

ii-通过机械工艺和通过干躁工艺，对在糖和/或酒精生产工艺中所得的滤饼进行去除其中所含的一部分水的操作；

iii-在机械搅拌机中，用所述浓缩的酒糟浸渍在步骤(ii)中得到的滤饼；和

iv-使在步骤(iii)中所得的混合物干躁和造粒，去除其中所含的一部分水。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，使所述酒糟浓缩到10％(p/p)到65％(p/p)的干物质，优选为65％(p/p)的值。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，使所述滤饼脱水/干躁到水分在2％和70％(p/p)之间、优选为2％和30％之间、更优选为10％和20％(p/p)之间。

4.根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤(ii)中，向所述滤饼加入通过燃烧甘蔗渣和/或甘蔗细秸秆所获得的锅炉灰。

5.根据权利要求4的方法，其特征在于，将由滤饼和锅炉灰组成的混合物脱水/干躁到水分在5％和70％(p/p)之间、优选为5％和20％之间、更优选为10％和12％(p/p)之间。

6.根据权利要求4的方法，其特征在于，在步骤(iii)中，向由滤饼、灰和浓缩酒槽组成的混合物添加肥料复合物，所述肥料复合物基于主要大量营养元素(N、P和K)，优选为基于主要大量营养元素(N、P、K)和次要大量营养元素(Ca、Mg和S)，更优选为基于主要大量营养元素(N、P和K)、次要大量营养元素(Ca、Mg和S)以及微量营养元素(Zn、Fe、Cu、Cl、Bo、Mn、Mo)，以获得足以满足事先设计的农业应用的剂型。

7.根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤(iii)中，向滤饼和浓缩酒槽中添加肥料复合物，所述肥料复合物基于主要大量营养元素(N、P和K)，优选基于主要大量营养元素(N、P、K)和次要大量营养元素(Ca、Mg和S)，更优选基于主要大量营养元素(N、P和K)、次要大量营养元素(Ca、Mg和S)以及微量营养元素(Zn、Fe、Cu、Cl、Bo、Mn和Mo)，以获得足以满足事先设计的农业应用的剂型。

8.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，所用的氮源包括从无水氨、氨水、硝酸铵、硝酸铵钙(硝酸钙)、硫酸铵、硫酸·硝酸铵、氰氨化钙、硝酸钠、尿素和脲甲醛中选择的化合物中的至少一种。

9.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，所用的磷源包括从碱性熔渣、骨粉、磷酸、磷酸盐岩、磷精矿、单过磷酸钙、三重过磷酸钙和过磷酸中选择的化合物中的至少一种。

10.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，所用的钾源包括从氯化钾(muriate)、碳酸钾、双钾镁硫酸盐和硫酸钾中选择的化合物中的至少一种。

11.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，所用的氮、磷、钾、钙、镁、硫源和其它微量营养元素包括从含铵过磷酸钙、硝磷酸铵、硫硝酸铵、棉籽壳灰、磷酸二铵、磷酸一铵、硝酸磷肥、硝酸钠和钾、木灰、碱性高炉熔渣、白云石、石膏、硫酸镁石、石灰、磺基石灰石溶液、硫酸镁(爱普生盐)和硫磺中选择的化合物中的至少一种。

12.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，所用的钙源包括从高炉熔渣、方解石石灰、白云石石灰、石膏、氧化钙(生石灰)、氢氧化钙(熟石灰)、硫酸钙(磷石膏)、大理石、氰氨化钙、硝酸钙、磷酸盐岩、单过磷酸钙和三重过磷酸钙中选择的化合物中的至少一种。

13.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，所用的镁源包括从白云石石灰、硫酸镁(泻盐)、煅烧的硫酸镁石、氧化镁和双钾镁硫酸盐中选择的化合物中的至少一种。

14.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，所用的硫源包括从硫酸铵、硫酸铁、硫酸铜、硫酸镁(泻盐)、磷石膏、硫酸锰、单过磷酸钙、双钾镁硫酸盐、元素硫、二氧化硫、三重过磷酸钙和硫酸锌中选择的化合物中的至少一种。

15.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，所用的硼源包括从硼熔块、硼砂、硼酸、五硼酸钠、四硼酸钠和Solubor(硼砂)中选择的化合物中的至少一种。

16.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，所用的铜源包括从碱式硫酸铜、磷酸铜铵、铜螯合物(Na₂Cu HEDTA)、氯化铜、铜熔块、REAX铜、TDHIS铜、Silviplex铜、一水合硫酸铜、五水合硫酸铜、氧化铜、氧化亚铜和Rayplex铜中选择的化合物中的至少一种。

17.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，所用的铁源包括从磷酸铁铵、多磷酸铁铵、铁熔块、硫酸铁、硫酸亚铁、铁螯合物(NaFeEDTA或FeHEDTA)、Reax铁、THIS铁、Silviplex铁和Rayplex铁中选择的化合物中的至少一种。

18.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，所用的锰源包括从锰螯合物(MnEDTA)、REAX锰(MnMPP)、TDHIS锰(MnPP)、Silviplex锰(MnMPPP)、硫酸锰、锰熔块、氧化锰和Rayplex锰(MnPF)中选择的化合物中的至少一种。

19.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，所用的钼源包括从钼酸钠、三氧化钼和钼酸铵中选择的化合物中的至少一种。

20.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，所用的锌源包括从碳酸锌、锌螯合物(Na₂ZnEDTA或NaZnHEDTA)、氧化锌、REAX锌(ZnMPP)、TDHIS锌(ZnPP)，Silviplex锌(ZnMPPP)、硫酸锌和Rayplex锌(ZnPF)中选择的化合物中的至少一种。

21.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，向有机矿质肥料加氮源是通过加入由工业氨和碳酸气间的反应所获得的碳酸铵而实现的，所述碳酸气来自可发酵含糖化合物的酒精发酵，优选来自甘蔗、甜菜、玉米和高粱，更优选为来自甘蔗或甜菜，更优选为来自甘蔗。

22.根据权利要求6的方法，其特征在于，OMF组分的干躁/混合以如下顺序进行：混合锅炉灰到湿滤饼中；脱水/干躁滤饼和灰的混合物；将大量营养元素和微量营养元素加到浓缩的酒糟中；将滤饼和干灰与包含大量营养元素和微量营养元素的浓缩酒糟混合；之后，干躁所得混合物。

23.根据权利要求22的方法，其特征在于，滤饼和锅炉灰的混合物以及最终的混合物的干躁是在单级或几个级中实施的，干躁气体以平行流或交错流流动，且优选在流化床型干躁器或振动-流化型干躁器或喷动床干躁器或转鼓式干躁器或涡轮干燥器中。

24.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述酒糟通过带有一系列在真空中级联操作的蒸发器的系统而浓缩，例如在降膜或湍流湿气蒸发器中，使用蒸汽作为加热源。

25.根据权利要求21的方法，其特征在于，在酒糟的一效蒸发中使用的蒸汽是源自预蒸发器或用于甘蔗汁的二效和三效蒸发排出的蒸汽或植物蒸气。

26.根据权利要求21的方法，其特征在于，酒糟的一效蒸发是用来自滤饼和酒糟混合物的干躁的气体流出物进行的。

27.根据权利要求1的方法，其特征在于，用于干躁任选地含有灰和肥料混合物的滤饼和酒糟的混合物的气体由源自甘蔗渣和/或细秸秆燃烧的气体和/或从锅炉烟囱排放的气体组成。