EP4308525A1 - Method for treating human or animal urine by dilution and fermentation and uses of the urine obtained in particular as fertilizing substance - Google Patents
Method for treating human or animal urine by dilution and fermentation and uses of the urine obtained in particular as fertilizing substanceInfo
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- EP4308525A1 EP4308525A1 EP22715611.4A EP22715611A EP4308525A1 EP 4308525 A1 EP4308525 A1 EP 4308525A1 EP 22715611 A EP22715611 A EP 22715611A EP 4308525 A1 EP4308525 A1 EP 4308525A1
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Classifications
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- C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
-
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- C05F17/20—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation using specific microorganisms or substances, e.g. enzymes, for activating or stimulating the treatment
-
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- Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
Definitions
- the invention relates to the treatment and recovery of human or animal urine.
- the subject of the invention is a process for treating urine and the use of the transformed urine obtained, as well as co-products of the process, in particular as raw materials used for the manufacture of fertilizers.
- Urine is considered waste that must be disposed of. Its current mode of disposal, mostly via mains drainage, is problematic for wastewater treatment plants and more generally concerns the sustainable management of water resources.
- the nitrogen and micro-pollutant content of urine poses problems for the development of algae and the feminization of fish.
- the prior art describes several black water treatment methods comprising a mixture of urine and excrement to obtain fertilizing materials or fertilizer.
- Document KR20040062918 describes a manure composting method.
- Document CN111377759 describes a process for the preparation of liquid fertilizer from animal excrement.
- urine may be too loaded with nutrients for some microorganisms.
- urine can be too loaded with salt (NaCI) which can have a negative osmotic impact on micro-organisms, in particular on bacteria, and nitrogen which can be in toxic concentrations.
- NaCI salt
- the inventors propose a method for treating urine comprising at least one dilution step so as to have optimum concentrations of mineral elements for microbial fermentation.
- the subject of the invention is a process for the treatment of human or animal urine comprising at least one step of fermentation of the urine by microorganisms, preferably bacteria, preceded by at least one step of diluting the urine in a solution, preferably in water, preferably at a factor of between 1/2 and 1/100.
- the method according to the invention is a method for treating human or animal urine, preferably fresh urine, comprising at least the following steps:
- a step of diluting the urine in a solution preferably in water or in a nutrient solution
- a pH stabilization step at a desired value (acid, basic or neutral)
- the method may comprise other steps and in particular an optional step prior to the other steps, which consists in recovering in the urine at least one mineral in the form of a precipitate, in particular at least one mineral chosen from nitrogen, potassium or phosphorus.
- a subject of the invention is also transformed urine, capable of being obtained by implementing the method, and which has at least one of the following characteristics: a salt concentration (NaCI) of less than 0.15% by weight / volume (l.5g / L) and a total nitrogen concentration of less than 0.5% by weight / volume (5g / L) (the percentages are given by weight of salt or nitrogen relative to the volume of transformed urine). Without the dilution, the urine could contain salt and nitrogen concentrations too high for its use, in particular for the fermentation of certain microorganisms.
- the invention also relates to the use of such transformed urine, in particular as a fertilizing material, in particular as a fertilizing raw material based on inoculum of microorganisms, preferably based on bacterial inoculum, in particular for open-air cultures. fields, market gardening and horticulture.
- the invention therefore also relates to a fertilizer.
- the invention also relates to the use of the co-products possibly obtained during the urine fermentation step (in particular the biofilm formed during this step), in particular as a fertilizing material, as a phytosanitary product or as a biocontrol product for agricultural.
- Figure la represents, in the form of a curve, the results obtained for the dilution of fresh urine (collected for less than 2 hours) with demineralised water.
- - Figure lb represents, in the form of a curve, the results obtained for the dilution of a stored urine (stored for 5 days) with demineralised water.
- - Figure 2a represents, in the form of a curve, the results obtained for the dilution of acidified fresh urine (collected for less than 2 hours, acidified to pH 3) with demineralised water.
- - Figure 2b represents, in the form of a curve, the results obtained for the dilution of fresh basified urine (collected for less than 2 hours, basified to pH 11) with demineralized water.
- FIG. 3 represents, in the form of a histogram, the concentrations of E. meliloti (CFU/mL) observed after 72, 96, 120, 144 and 168 hours of growth on pure urine, urine diluted at 1/2 and at 1/ 5.
- the * represent the significant differences between the different levels of dilution.
- FIG. 4a represents, in the form of a histogram, the comparative measurements of the number of soybean pods obtained after inoculation with the commercial products (FORCE 48 and RHIZOFLO containing an adhesive like the invention) and with a product according to the invention (RHIZOPI + adhesive).
- - Figure 4b represents, in the form of a histogram, the comparative measurements of the ratio grains/number of soybean pods obtained after inoculation with the commercial products (FORCE 48 and RHIZOFLO containing an adhesive like the invention) and with a product according to invention (RHIZOPI + adhesive).
- Figure 5 represents, in the form of a histogram, the comparative measurements of the yield after inoculation with the commercial products (FORCE 48 and RHIZOFLO containing an adhesive like the invention) and with a product according to the invention (RHIZOPI+adhesive).
- urine within the meaning of the invention, is meant urine free of fecal matter and very preferably collected separately.
- acidified urine within the meaning of the invention, is meant a urine whose pH value has been reduced relative to the pH value of the initial urine.
- the pH of acidified urine is an acidic pH.
- basified urine within the meaning of the invention, is meant a urine whose pH value has been increased relative to the pH value of the initial urine.
- the pH of basified urine is a basic pH.
- diluted urine within the meaning of the invention, is meant fresh or stored urine, acidified or not, basified or not, which has been diluted in a solution, preferably in water or in a nutrient solution, to a certain factor.
- fresh urine within the meaning of the invention, is meant urine which has been collected for less than 10 hours, preferably for less than 5 hours, even more preferably for less than 2 hours, and in particular for less than I hour.
- transformed urine within the meaning of the invention, is meant urine which has undergone a process which has transformed at least one characteristic of natural urine, so that it is no longer a natural product but of a processed product obtained from a natural product.
- the transformed urine is a urine transformed according to the invention at least by dilution and fermentation.
- the subject of the invention is therefore a process for the treatment of human or animal urine, comprising at least one stage of fermentation of the urine preceded by at least one stage of dilution of the urine in a solution, preferably in water or in a nutrient solution.
- the subject of the invention is a process for human or animal urine, comprising at least the following steps:
- the subject of the invention is a method for treating human or animal urine, preferably fresh urine, comprising at least the implementation of the following steps:
- the dilution step can be carried out before or after the filtration.
- the dilution can be carried out several times, and the method according to the invention can comprise several successive dilution steps or interspersed with other steps.
- Human or animal urine is collected by any method suitable for implementing the method according to the invention.
- human urine it can in particular be collected from different sources such as toilet rental companies, festivals, medical analysis laboratories, and communities.
- animal urine it can in particular be collected from different sources such as breeders and veterinary analysis laboratories.
- the containers may contain one or more bases for implementing the basification step or one or more acids for implementing the acidification step.
- the method according to the invention may optionally comprise an additional step, which consists in precipitating co-products generated during the storage step before dilution and/or basification and/or acidification.
- co-products are preferentially minerals, in particular minerals chosen from nitrogen, potassium and phosphorus (struvite).
- the process consists in adding magnesium salts in solution in order to precipitate the phosphorus present in urine stored without stabilizer, preferably at a volumetric ratio of 1: 1 (Mg:P).
- Mg:P volumetric ratio of 1: 1
- This precipitate can be recovered by filtration on a mesh filter between 10 and 30 ⁇ m.
- the precipitate can subsequently undergo various treatments, such as washing, dissolving, pressing and/or drying in the open air in order to obtain a material in liquid or solid form.
- the first step of the method according to the invention is preferentially carried out on fresh urine which has been collected less than 10 hours before the implementation of the first step of the method according to the invention, preferentially less than 5 hours, even more preferentially less two hours and ideally less than one hour.
- the urine dilution stage is carried out with water or in a nutrient solution.
- the water used for the dilution is preferably demineralized water.
- the nutrient solution is preferably water, preferably demineralised water, to which a carbon source (sugar) and/or any other growth factor suitable for any micro-organisms, preferably suitable for bacteria (such as yeast extracts and/or dried blood and/or mineral elements, etc.), in particular bacterial growth factors absent from urine, so that the dilution solution can provide elements nutrients complementary to those of urine.
- a carbon source sugar
- bacteria such as yeast extracts and/or dried blood and/or mineral elements, etc.
- the dilution step is implemented before the fermentation step so that the urine has a constitution of nutrients, in particular salt and nitrogen, suitable for any microorganism, preferably a salt concentration (NaCl) of less than 0.15% by weight and a nitrogen concentration of less than 0.5% by weight.
- the dilution is carried out in water or nutrient solution to a factor of between 1/2 and 1/100.
- the step of basifying the urine, when it is implemented, is preferentially carried out so that the urine has a pH greater than or equal to 9, preferentially between 9 and 12, preferentially greater than or equal to 10 and according to one embodiment between 10 and 12.
- the basification of urine at a pH greater than 9 makes it possible to inhibit the growth of pathogens and prevents the spontaneous reaction of hydrolysis of urea to ammonia, therefore the Urine retains its nitrogen concentration.
- the basification in particular can also allow the urine to have the pH necessary for the fermentation of the urine by certain microorganisms, in particular certain bacteria.
- the basification step can be carried out by any means making it possible to obtain urine with the desired basic pH.
- the basification step can be carried out by adding to the urine at least one basic pH adjuster, preferably at least one base, and even more preferably at least one base chosen from calcium hydroxide, hydroxide potassium, sodium hydroxide and mixtures thereof, as well as associated oxides and mixtures thereof.
- the base (or bases) used to basify the urine is added to the urine at a concentration of between 0.1 and 10% by weight of the total weight of the mixture consisting of urine and the base, preferably between 0.5 and 2.5%.
- the basification step is carried out by adding at least calcium hydroxide to the urine
- the basification step is carried out by adding to the urine between 1 and 5% of calcium hydroxide by weight of the total weight of the urine and calcium hydroxide mixture, even more preferably between 2 and 3%.
- the basification step is carried out by adding at least potassium hydroxide to the urine
- the basification step is carried out by adding to the urine between 1 and 5% of potassium hydroxide by weight of the total weight of the urine and potassium hydroxide mixture, even more preferably between 1.5 and 2%.
- the basification step is carried out by adding at least sodium hydroxide to the urine
- the basification step is carried out by adding to the urine between 0.5 and 5% sodium hydroxide in weight of the total weight of the urine and sodium hydroxide mixture, even more preferably between 0.5 and 1%.
- the basification step is preferably carried out at the time of collection of the urine to avoid the hydrolysis reaction of urea to ammonia.
- the basification step according to the invention is carried out by adding at least one base to the container in which the urine is received or poured, upstream of the reception of the urine, preferably at the bottom of the container before the urine is poured into it.
- the container once filled is preferably hermetically sealed for transport in order to limit gaseous exchanges in the open air, and the container is preferably made of plastic or metal resistant to corrosion by the base.
- the base(s) can be replaced by a mixture of microorganisms in a basic medium, preferably a mixture of bacteria, such that the basification is associated with an inoculation of microorganisms , preferably at least bacteria.
- the basification step of the method according to the invention is carried out by adding to the urine at least one mixture of bacteria in a basic medium, such that the basification is associated with an inoculation of bacteria .
- the basification step is carried out by adding at least bacteria in a basic medium
- the basification step is carried out by adding to the urine between 1 and 10% of a mixture of bacteria in a basic medium by weight of the weight total of the mixture of urine and mixture of bacteria in basic medium, even more preferably between 2.5 and 5%.
- the NI-U/N-total ratio of the urine is less than or equal to 30%, and/or
- the N-ureic/N-total ratio of the urine is greater than or equal to 50%, and/or
- the C/N ratio is greater than or equal to 2; it can be greater than or equal to 10.
- the basification step lasts less than 12 days, even more preferably less than 7 days, and in particular between 12 hours and 7 days.
- the urine acidification step is preferably carried out so that the urine has a pH of less than 6, preferably less than or equal to 5.5 and according to one embodiment less than or equal to 4.
- acidification of urine to a pH below 6 inhibits the growth of pathogens and prevents the spontaneous hydrolysis reaction of urea to ammonia, so the urine retains its nitrogen concentration.
- Acidification also allows the urine to present the pH necessary for fermentation, in particular for lactic fermentation.
- the acidification step can be carried out by any means making it possible to obtain urine with the desired acid pH.
- the acidification step can be carried out by adding to the urine at least one acidic pH adjuster, preferably at least one acid, and even more preferably at least one acid chosen from sulfuric acid, acid acetic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid and lactic acid.
- at least one acidic pH adjuster preferably at least one acid, and even more preferably at least one acid chosen from sulfuric acid, acid acetic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid and lactic acid.
- the acid used to acidify the urine is added to the urine at a concentration of between 0.1 and 10% by weight of the total weight of the mixture consisting of the urine and the acid, preferably between 0.5 and 2.5%.
- the acidification step is carried out by adding at least lactic acid to the urine, preferably the acidification step is carried out by adding to the urine between 0.5 and 5% lactic acid in weight of the total weight of the urine and acid mixture, even more preferably between 1 and 2%.
- the acidification step is carried out by adding at least microorganisms in an acid medium, preferably bacteria in an acid medium
- the acidification step is preferably carried out by adding to the urine between 1 and 10% of the mixture of microorganisms in an acid medium by weight of the total weight of the urine and acidifier mixture, even more preferably between 3 and 5%.
- the acidification step is preferably carried out at the time of collection of the urine to avoid the hydrolysis reaction of urea to ammonia.
- the acidification step is carried out by adding at least one acid to the container in which the urine is received or poured, upstream of the reception of the urine, preferably at the bottom container before the urine is poured into it.
- the container once filled is preferably hermetically sealed for transport in order to limit gaseous exchanges in the open air, and the container is preferably made of plastic or metal resistant to corrosion by acid.
- the acid(s) can be replaced by a mixture of microorganisms in an acid medium, preferably by a mixture of bacteria in an acid medium, such that the acidification is associated with a bacteria inoculation.
- the acidification step of the method according to the invention is carried out by adding to the urine at least one mixture of bacteria in an acidic medium, such that the acidification is associated with an inoculation of bacteria.
- the NEU/N-total ratio of the urine is less than or equal to 30%, and/or
- the N-ureic/N-total ratio of the urine is greater than or equal to 50%, and/or - the C/N ratio is greater than or equal to 2; it can be greater than or equal to 10.
- the acidification step lasts less than 12 days, even more preferably less than 7 days, and in particular between 12 hours and 7 days.
- the method according to the invention may comprise an additional step of storing the urine.
- the urine can be stored at any time of the process, preferably at any time after the basification or acidification step and before the fermentation step, and according to a suitable embodiment, just after the basification or acidification step of urine.
- the method can comprise several storage steps at different times of the method.
- the urine can be stored for an indefinite period, preferably for a period less than or equal to 6 months. In fact, beyond 6 months, urea degrades strongly into ammonia, which makes the environment unfavorable to microbial growth.
- Storage can be carried out in any suitable container.
- This can be the container in which the urine was collected or any other plastic or metal container that is resistant to corrosion by a base.
- the storage is carried out away from light in order to avoid the effect of UV on the composition of the urine and at ambient temperature (approximately 20° C.). Extreme temperatures, either below 0°C or above 40°C, are unfavorable to storage because they can modify the composition of urine.
- the process according to the invention before or after possible storage, preferentially just before the stage of transformation by fermentation, preferentially comprises a stage of filtration.
- This filtration step must make it possible to remove the undesirable particles contained in the urine, such as in particular hair, hair, pollutants in chelated form, residual salts and any other particles that may be present (dead leaves, gravel, etc. ).
- the filtration step is preferably carried out at least by filtration on a mesh filter of between 0.1 and 80 ⁇ m. Specifically, filtration is performed at 25pm. This removes unwanted particles, depending on the quality of the stored urine.
- the filtration can be carried out on a filter that absorbs organic compounds, such as an activated carbon, chabazite, zeolite filter, or any other filtration system.
- organic compounds such as an activated carbon, chabazite, zeolite filter, or any other filtration system.
- the method according to the invention comprises a fermentation step, that is to say transformation of the urine under the influence of microorganisms.
- the microorganisms used for the fermentation step can be chosen from bacteria and fungi, in particular yeasts and molds.
- microorganisms used for the fermentation step are fungi, they are preferably chosen from fungi of the order Eurotiales, Hypocreales, Saccharomycetales, Glomerales and mixtures thereof.
- the microorganisms used for the fermentation step are bacteria.
- These bacteria can be lactic acid bacteria (in this case for fermentation we speak specifically of lactic acid fermentation or lacto-fermentation) or non-lactic acid bacteria.
- One or more bacteria can be used for the fermentation.
- the fermentation can therefore be carried out with at least two different bacteria. It may be at least two different lactic bacteria in the case where the fermentation is a lactic fermentation.
- non-lactic bacteria these are preferably chosen from bacteria belonging to at least one of the following orders: Rhizobiales (in particular the families Bradyrhizobiaceae, Rhizobiaceae, and Phyllobacteriaceae), Bacillales (in particular the families Bacillaceae and Paenibacillaceae), Rhodospirillales (in particular the family Rhodospirillaceae), Actinomycetales (in particular the family Corynebacteriaceae), Frankiales (in particular the family Frankiaceae), Burkholderiales (in particular the family Burkholderiaceae), Flavobacteriales ( in particular the Flavobactericeae family), Pseudomonadales (in particular the Pseudomonodoceoe family), Eubacteriales (in particular the Micrococcaceae family), Xanthomonadales (in particular the Xanthomonadaceae family), Hyphomicrobiales, Cytophagales,
- the fermentation is carried out with one or more lactic acid bacteria
- the fermentation is carried out with at least one bacterium chosen from bacteria of the order Lactobacillales, in particular at least one bacterium whose family is chosen from Lactobacillaceae, Streptococcoceoe, Enterococcaceae , Leuconostocaceae, Bifidobacteriaceae.
- the bacteria used for the fermentation are preferably chosen from bacteria of the family Bradyrhizobiaceae, Rhizobiaceae, Phyllobacteriaceae, Bacillaceae, Paenibacillaceae, Rhodospirillaceae, Corynebacteriaceae, Frankiaceae, Burkholderiaceae, Flavobactericeae, Pseudomonaceae, Micrococcaceae, Xanthomonadaceae, Lactobacillaceae, Streptococcaceae, Enterococcaceae, Leuconostocaceae , Bifidobacteriaceae, and mixtures thereof.
- the step of transforming urine by fermentation consists in adding to the urine at least one carbon source and at least one inoculum of microorganisms, preferably an inoculum of bacteria .
- the carbon source is preferably added at a rate of 1 to 40 g. L 1 relative to the volume of basified and filtered or acidified and filtered urine to be transformed by fermentation.
- the carbon source can be diverse. It is preferably chosen from fructose, glucose, lactose, maltose, sucrose, glucose syrup, malt syrup as well as polyols such as mannitol or sorbitol and mixtures thereof.
- the inoculum of microorganisms preferentially the bacterial inoculum is preferably added at a rate of 0.1 to 10% by volume relative to the volume of the mixture of basified and filtered or acidified and filtered urine and of the source of carbon.
- the inoculum of microorganisms can be obtained from a stock solution comprising at least one carbon source, one bacterium or a mixture of at least two bacteria, and basified or acidified urine having a pH suitable for fermentation. said bacterium or said mixture of bacteria.
- the inoculum can be obtained in particular from a stock solution consisting at least of:
- - basified urine having a pH greater than or equal to 9, preferably greater than or equal to 10, and in particular preferably a pH identical to or close to that of the urine that one wishes to transform by fermentation,
- the inoculum can be obtained in particular from a stock solution consisting at least of:
- the fermentation step can be carried out in particular at a temperature between 25 and 35°C. It is preferably carried out at a temperature corresponding to the optimum growth temperature of the microorganism(s) used for the fermentation. In one embodiment of the invention, the fermentation step is carried out for a period of at least 12 hours, preferably for a period of between 3 and 12 days. This duration varies according to the microorganisms and the conditions used for the fermentation.
- the method according to the invention may also comprise one or more additional steps.
- the method according to the invention may comprise one or more step(s) which consist(s) in adding additional constituents to the urine, such as in particular nitrogen sources (in urea, nitrate/nitrite or ammonium), phosphorus and/or potassium, secondary elements (calcium and/or magnesium) or trace elements (cobalt, copper, iron, manganese and/or zinc).
- additional constituents such as in particular nitrogen sources (in urea, nitrate/nitrite or ammonium), phosphorus and/or potassium, secondary elements (calcium and/or magnesium) or trace elements (cobalt, copper, iron, manganese and/or zinc).
- additional constituents can be carried out at any time during the implementation of the process. Preferably it is carried out before the fermentation step.
- the latter may comprise an additional pH adjustment step, with the aim of obtaining an optimum pH for the growth of microorganisms, preferably bacteria, used during the fermentation step.
- the method according to the invention can therefore comprise a step of adding at least one acid or one base to the urine, preferably basified or acidified beforehand.
- the addition of the acid is carried out so that the urine has a lower pH than that obtained after the basification or acidification step.
- the addition of the base is carried out so that the urine has a higher pH than that obtained after the basification or acidification step.
- the pH is adjusted so that the urine has a pH suitable for the growth of the microorganisms used for the fermentation of the urine. pH adjustment can also be done when acidifying or basifying urine is diluted.
- the adjustment of the pH to the desired value is achieved by modifying the concentration of the acid or the base in the urine according to the pH of the urine before this addition, the desired pH, and the acid or the basis used.
- the acid used for the step of adding an acid to the urine for pH adjustment can be chosen in particular from sulfuric acid, acetic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, lactic acid and mixtures thereof.
- the base used for the step of adding a base to the urine for pH adjustment can be chosen in particular from calcium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide and their mixtures, as well as their respective oxides.
- This variant of the process comprising at least one pH adjustment or stabilization step, instead of reaching the desired pH solely by basification or acidification of the urine after harvesting, makes it possible to reach the desired pH several times (at least two steps): basification of the urine according to the invention then addition of at least one acid or one base, or acidification of the urine according to the invention then addition of at least one base or one acid.
- the method according to the invention allows the pH of the urine before transformation by fermentation to have a pH adapted to the growth of the microorganisms used for fermentation of urine.
- a variant of the process according to the invention is characterized in that the pH of the urine before and/or during transformation by fermentation is adapted to the growth of the microorganisms used for the fermentation of the urine.
- the step of adding an acid or a base to the basified or acidified urine can be carried out at any time in the process after the basification or acidification step and before the step of transforming the urine by fermentation, especially after the dilution step.
- the method according to the invention may comprise a step of stabilizing the pH, by adding at least one base or at least one acid during the step of transforming the urine by fermentation.
- the method according to the invention may comprise the succession of at least the following steps:
- - fermentation optionally comprising a step of stabilizing the pH, by adding at least one base or one acid.
- the order of the dilution, pH adjustment and filtration steps can be reversed (pH adjustment, dilution, filtration; pH adjustment, filtration, dilution; filtration, dilution, pH adjustment; filtration, pH adjustment, dilution; dilution , filtration, pH adjustment; dilution pH adjustment, filtration).
- the method according to the invention may optionally comprise one or more additional steps before the basification or acidification step, between the basification or acidification and the fermentation or after fermentation, in particular the recovery of co-products such as struvite and biofilms originating from microorganisms, in particular bacteria.
- the urine obtained after the fermentation step is in liquid form.
- the method according to the invention may also comprise an additional step of concentration of microorganisms, in particular bacteria (by any suitable means, in particular centrifugation, dehydration and/or freeze-drying) so as to obtain a product in solid form.
- the process according to the invention can be implemented on an industrial scale, and makes it possible to obtain a product in a few days.
- the method according to the invention advantageously makes it possible to recover a natural raw material currently considered as waste, which today requires significant, costly and unsatisfactory treatment.
- a subject of the invention is also a transformed urine, capable of being obtained by implementing the process according to the invention, that is to say transformed at least by dilution and fermentation.
- micro-organisms preferably bacteria, of at least 10 6 CFU.mL 1 , preferably at least 10 7 CFU.mL 1 ,
- the transformed urine also has at least one of the following characteristics, preferably at least two, even more preferably at least three or all:
- NFU/N-total ratio of less than or equal to 30%; this makes it possible to have an optimum source of nitrogen that can be assimilated by microorganisms, preferably bacteria; - an N-ureic/N-total ratio greater than or equal to 50%; this characteristic makes it possible to have a source of nitrogen that cannot be assimilated by microorganisms, preferentially bacteria, but which releases nitrogen for plants when the transformed urine is used on plants;
- the urine transformed according to the invention is a complex matrix which notably comprises nitrogen, phosphorus and potassium. It also contains secondary elements, such as calcium and magnesium, as well as trace elements, such as cobalt, copper, manganese and zinc.
- the urine transformed according to the invention can be in liquid form. It is then stored in any suitable container such as bottles, cans, drums or vats, preferably made of opaque plastic or metal resistant to corrosion of acid products or basic products.
- Processed urine can also be in solid form, especially as granules, peels or powders.
- the granules and/or peels can be obtained from mineral substrates, such as zeolite and perlite, as well as from organic substrates, such as guano from bats or birds.
- the urine transformed according to the invention is preferably in compliance with the regulations in force concerning harmlessness, in particular on the content of metallic trace elements and of pathogenic organisms.
- a subject of the invention is also the use of the urine transformed according to the invention, in particular the transformed urine obtained by implementing the process according to the invention, as a fertilizing material.
- an object of the invention is a fertilizer comprising at least the product obtained by implementing the process according to the invention, that is to say a fertilizer comprising at least urine transformed according to the invention.
- the urine transformed according to the invention can be used as a fertilizing material for any type of plant, including in fields, and regardless of the growing media (compost, potting soil, coco, etc.) in particular:
- the use according to the invention is preferably carried out before sowing or in the first weeks of growth of the plants.
- fertilizing material such as mineral and/or organic fertilizers as well as amendments such as compost, in order to improve the absorption of minerals and/or to improve the final quality of the fertilizing material.
- the urine transformed according to the invention can be used in combination with excipients or additives such as in particular one or more adhesives known to those skilled in the art for attaching microorganisms to the parts plants of interest, in particular on seeds.
- the transformed urine is used to stimulate the growth of plants, in particular by stimulating growth in the vegetative phase via growth factors (“Plant Growth Promoting Factors”) produced by micro-organisms present in processed urine, in particular by bacteria.
- Plant Growth Promoting Factors produced by micro-organisms present in processed urine, in particular by bacteria.
- the transformed urine when the transformed urine is liquid, it is preferentially diluted in water.
- the dose of liquid product is recommended between 5 to 50L/ha diluted in 50 to 500L of water.
- the liquid product is used at the rate of 5 to 50mL per liter of water,
- the transformed urine when the transformed urine is solid, it is preferentially applied directly to the ground.
- the dose of use of solid product is recommended between 0.5 to 5 kg/ha.
- the solid product is used at the rate of 0.5 to 5g per plant.
- the product according to the invention can be used in small quantities to obtain a significant effect on the growth of plants.
- the fertilizing material according to the invention comes from a natural product. Its process does not involve any solvent. It is in no way dangerous for humans or the environment.
- a subject of the invention is also the use of co-products obtained during the implementation of a process according to the invention.
- co-products are generated during the storage step before basification and during the fermentation step, and in particular:
- minerals in particular minerals chosen from nitrogen, potassium and phosphorus (struvite),
- the biofilm of microorganisms preferably the surface bacterial biofilm.
- Microorganism biofilm is produced by microorganisms during fermentation.
- Surface bacterial biofilm is produced by bacteria during fermentation. It is composed of exopolysaccharides in particular.
- This surface film can be recovered using a scraper equipped with a mesh filter between 1 and 1 Opm.
- the biofilm can subsequently undergo various treatments, such as washing, dissolving, pressing and/or drying in the open air in order to obtain a material in liquid or solid form.
- co-products have characteristics which advantageously allow their use as fertilizing material, phytosanitary product, biocontrol or any other agricultural use.
- Example 1 Process for transforming a urine according to the invention with dilution and Frankia ⁇ Jh.
- An example of a method according to the invention comprises the following steps:
- the final bacterial concentration is of the order of 10 7 CFU.mL 1 .
- the inoculum used was previously obtained as follows:
- the transformed urine obtained has the following characteristics:
- Example 2 Process for transforming a urine according to the invention with basification with
- An example of a method according to the invention comprises the following steps:
- the mixture has a pH greater than 9.0, it can be stored under these conditions for up to 6 months in an airtight plastic container, at room temperature and protected from light;
- the inoculum used was previously obtained as follows: - basify 10 L of urine to reach a pH greater than or equal to 9, by adding 0.6% by weight of 30.5% washing soda (60g of washing soda for 10L);
- the transformed urine obtained has the following characteristics:
- Example 3 Process for transforming urine according to the invention with basification with NaOH, dilution, pH adjustment and Rhizobium sp.
- An example of a method according to the invention comprises the following steps:
- the mixture has a pH greater than 9.0, it can be stored under these conditions for up to 6 months in an airtight plastic container, at room temperature and protected from light;
- the inoculum used was previously obtained as follows:
- the transformed urine obtained has the following characteristics:
- Example 4 Process for transforming a urine according to the invention with lactic acid, dilution and Lactobacillus sp.
- An example of a method according to the invention comprises the following steps: - place 1% by weight of lactic acid in the bottom of the plastic container (for 100L of urine, add 1kg of lactic acid, i.e. approximately 0.83L)
- the mixture has a pH equal to 4.0, it can be stored under these conditions for up to 6 months in an airtight plastic container, at room temperature and protected from light;
- the inoculum used was previously obtained as follows:
- the final concentration of bacteria obtained is of the order of 10 6 CFU.mL 1 .
- the purpose of this test is to evaluate the effect of dilution on the pH of fresh urine.
- the test was carried out on IL of fresh urine having less than 2 hours of storage, or of urine stored for 5 days, or of urine acidified with lactic acid (1% by weight), or of urine basified with washing soda (0.6% by weight).
- Ensifer meliloti (known to be in symbiosis with legumes, in particular alfalfa, by forming nodules on the roots and thus facilitating nitrogen fixation by the plant) to develop on urine .
- the principle of this test is based on a comparison of the bacterial growth of several cultures of E. meliloti according to different modalities (pure urine, urine diluted to 1/2 and urine diluted to 1/5) in order to determine the ideal level of dilution for the growth of the bacteria.
- the Ensifer meliloti strain is used.
- E. meliloti The choice of growth conditions for E. meliloti was made based on a comparison of the concentrations of nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K) present in the reference culture medium (medium of Wright) and those present in urine.
- the nitrogen concentration of the chosen reference medium is zero, unlike the urine-based medium which contains 5 g/L of this element.
- the concentration present in the urine is 0.5 g/L which is higher than that of the reference medium which is 0.09 g/L.
- the potassium concentration is higher in the urine than in the reference medium by 1.5 g/L and 0.22 g/L respectively. It can therefore be concluded that urine is richer in nitrogen, phosphorus and potassium than the reference culture medium. Based on these elements, we can assume that the optimal dilution level for the growth of B. meliloti is 1/5. However, tests were carried out on three different culture media: pure urine, urine diluted to 1/2 and urine diluted to 1/5 in order to verify the hypothesis.
- sucrose is the sugar essentially present in most culture media used for the growth of E. meliloti (Shamala, 2006).
- all the cultures were carried out using only sucrose as carbonaceous substrate and at a concentration of 10 g/L.
- the pH was set at 7 and the temperature at 34°C for fermentation under aerobic conditions.
- a pre-culture was carried out using colonies from the agar tube provided by INRAE. Colonies were inoculated into a 250 mL Erlenmeyer flask containing 100 mL of Rhizobium culture medium (10.0g mannitol, 0.5g potassium hydrogen phosphate, 0.2g magnesium sulfate, 0.1g NaCl, 1.0g yeast extract). This pre-culture made it possible to revitalize the cells and obtain a liquid culture highly concentrated in bacteria. After 2 days of incubation at 34° C., the optical density of the preculture was measured and the inoculation rate is calculated and then adjusted in order to guarantee an optical density of 0.05 in all the cultures. Three replicas were made for each modality (undiluted, diluted to half and diluted to 5th).
- the counting of cultivable bacteria or CFU was carried out by counting the colonies. For this, decimal dilutions of the culture to be analyzed are made and deposited (in 10 pL drops) on a box of “Rhizobium” agar medium. The dishes are incubated at room temperature for a few days until the colonies are sufficiently visible to count them.
- the growth results show that after 96 h of culture, a significant difference in the bacterial concentration is observed between pure urine and urine diluted to 1/5.
- the bacterial concentration remains stable for up to 168 hours in urine diluted to 1/5.
- this test made it possible to: - Demonstrate, for the first time, the ability of the bacterial strain Ensifer meliloti to develop in a urine-based culture medium.
- the objective of this test is to evaluate the effectiveness of a urine transformed according to the invention comprising symbiotic nitrogen-fixing bacteria on soybean plants.
- the principle of this test is based on a comparison of the growth of soybean plants in the open field according to different inoculation methods with commercial products containing the bacterium Bradyrhizobium japonicum (FORCE 48, RHIZOFLO) and the product according to the invention (noted “RHIZOPI” in the figures).
- the product according to the invention is used at different doses (400mL/ha or 5L/ha), with or without adhesive in order to determine the most effective mode of application.
- a strain of Bradyrhizbioum japonicum is used.
- the culture medium used to grow this strain is urine previously diluted to 1/2 with distilled water stabilized by acidification at pH 3.5 (using lactic acid) filtered at 0.2 pm then adjusted to pH 7 with the addition of 30% NaOH. Mannitol is then added as a carbonaceous substrate at a concentration of 30 g/L.
- the culture was carried out in a 100 mL Schott flask, the urine medium was inoculated at 1% with a culture of B. japonicum on YMB in stationary phase. The cultures were then shaken (150 rpm) and incubated at 34°C for a period of 14 days.
- the test is carried out in the open field, in the town of CASTETIS (64300).
- the soybean variety used is the KONTROLL variety.
- the trial is conducted in microplots in randomized Fisher blocks with 4 repetitions. [Table 2]
- the parameters measured aim to estimate the impact of the type of inoculation on plant nodulation, and therefore on their growth, vigor, nutrition and productivity.
- the measures taken are as follows:
- the urine transformed according to the invention makes it possible to obtain results similar to those of the FORCE 48 modality.
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Abstract
The invention relates to a method for treating human or animal urine comprising the implementation of the following steps: - a step of diluting the urine in water, and - a step of fermentation. The invention also relates to the transformed urine obtained and the coproducts of this method, and also the uses thereof, particularly as fertilizing substance.
Description
PROCEDE DE TRAITEMENT DE L'URINE HUMAINE OU ANIMALE PAR DILUTION ET FERMENTATION ET UTILISATIONS DE L'URINE OBTENUE EN PARTICULIERMETHOD FOR TREATMENT OF HUMAN OR ANIMAL URINE BY DILUTION AND FERMENTATION AND USES OF THE URINE OBTAINED IN PARTICULAR
COMME MATIERE FERTILISANTE AS A FERTILIZER
Domaine technique Technical area
L'invention concerne le traitement et la valorisation de l'urine humaine ou animale. En particulier l'invention a pour objet un procédé de traitement de l'urine et l'utilisation de l'urine transformée obtenue, ainsi que des coproduits du procédé, en particulier comme matières premières utilisées pour la fabrication de fertilisants. Art antérieur The invention relates to the treatment and recovery of human or animal urine. In particular, the subject of the invention is a process for treating urine and the use of the transformed urine obtained, as well as co-products of the process, in particular as raw materials used for the manufacture of fertilizers. Prior art
L'urine est considérée comme un déchet qu'il faut éliminer. Son mode d'élimination actuel, en majorité via le tout-à-l'égout, est problématique pour les stations d'épuration et concerne plus généralement la gestion durable de la ressource en eau. La teneur en azote et micro polluants de l'urine pose en effet des problèmes de développement d'algues et de féminisation des poissons. Urine is considered waste that must be disposed of. Its current mode of disposal, mostly via mains drainage, is problematic for wastewater treatment plants and more generally concerns the sustainable management of water resources. The nitrogen and micro-pollutant content of urine poses problems for the development of algae and the feminization of fish.
L'art antérieur décrit plusieurs procédés de traitement des eaux noires comprenant un mélange d'urines et d'excréments pour obtenir des matières fertilisantes ou de l'engrais. On retrouve notamment le document FR2371399 décrivant un procédé de traitement des déchets d'origine animale, en particulier pour leurs utilisations dans l'alimentation d'animaux ou sur les sols. The prior art describes several black water treatment methods comprising a mixture of urine and excrement to obtain fertilizing materials or fertilizer. We find in particular the document FR2371399 describing a process for treating waste of animal origin, in particular for their use in animal feed or on the ground.
Le document KR20040062918 décrit une méthode de compostage de fumier. Document KR20040062918 describes a manure composting method.
Le document US6379546 décrit un procédé de traitement des eaux usées à des fins de recyclage. Document US6379546 describes a process for treating waste water for recycling purposes.
Le document CN111377759 décrit un procédé de préparation d'engrais liquid à partir d'excréments d'animaux. Document CN111377759 describes a process for the preparation of liquid fertilizer from animal excrement.
Les procédés décrit dans l'art antérieur ne sont pas adaptés au traitement de l'urine seule. A partir des procédés décrit dans l'art antérieur, il n'est pas possible d'obtenir une matière fertilisante stable, riche en microorganismes, riche en NPK et répondant aux critères d'innocuité des réglementations en vigueur. L'urine humaine est connue pour avoir un potentiel de fertilisation avéré en agriculture, au même titre que les urines animales qui sont déjà utilisées par les exploitants. En effet, l'urine est riche en azote (N), phosphore (P) et potassium(K), qui sont les éléments essentiels pour la fertilisation des sols et des cultures.
Toutefois, l'urine n'est pas stable lorsqu'elle est collectée. Elle perd rapidement ses caractéristiques et sa teneur en NPK, notamment via l'hydrolyse de l'urée en ammoniaque, ce qui rend son utilisation industrielle inadaptée et impossible actuellement. The methods described in the prior art are not suitable for the treatment of urine alone. From the processes described in the prior art, it is not possible to obtain a stable fertilizing material, rich in microorganisms, rich in NPK and meeting the safety criteria of the regulations in force. Human urine is known to have proven fertilization potential in agriculture, in the same way as animal urine which is already used by farmers. Indeed, urine is rich in nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K), which are the essential elements for the fertilization of soils and crops. However, urine is not stable when collected. It quickly loses its characteristics and its NPK content, in particular via the hydrolysis of urea into ammonia, which makes its industrial use unsuitable and currently impossible.
Il existe donc un besoin en une urine stable, répondant aux critères d'innocuité des règlementations en vigueur, en particulier sur la teneur en éléments traces métalliques et en organismes pathogènes, et qui présente des caractéristiques lui permettant une utilisation comme matière fertilisante adaptée à un usage agricole. There is therefore a need for a stable urine, meeting the safety criteria of the regulations in force, in particular on the content of trace metal elements and pathogenic organisms, and which has characteristics allowing it to be used as a fertilizing material suitable for a agricultural use.
Résumé de l'invention Summary of the invention
En travaillant sur le traitement de l'urine, les inventeurs ont mis au point un procédé biologique qui permet de stabiliser, dépolluer et enrichir en micro-organismes l'urine humaine ou animale par fermentation. Toutefois, l'urine peut être trop chargée en éléments nutritifs pour certains micro-organismes. Notamment l'urine peut être trop chargée en sel (NaCI) qui peut avoir un impact osmotique négatif sur les micro-organismes, notamment sur les bactéries et en azote qui peut être en concentrations toxiques. By working on the treatment of urine, the inventors have developed a biological process which makes it possible to stabilize, clean up and enrich human or animal urine with microorganisms by fermentation. However, urine may be too loaded with nutrients for some microorganisms. In particular, urine can be too loaded with salt (NaCI) which can have a negative osmotic impact on micro-organisms, in particular on bacteria, and nitrogen which can be in toxic concentrations.
Ainsi les inventeurs proposent un procédé de traitement de l'urine comprenant au moins une étape de dilution de façon à avoir des concentrations optimales en éléments minéraux pour la fermentation microbienne. Thus the inventors propose a method for treating urine comprising at least one dilution step so as to have optimum concentrations of mineral elements for microbial fermentation.
En particulier l'invention a pour objet un procédé de traitement de l'urine humaine ou animale comprenant au moins une étape de fermentation de l'urine par des micro organismes, préférentiellement des bactéries, précédé par au moins une étape de dilution de l'urine dans une solution, préférentiellement dans l'eau, préférentiellement à un facteur compris entre 1/2 et 1/100. In particular, the subject of the invention is a process for the treatment of human or animal urine comprising at least one step of fermentation of the urine by microorganisms, preferably bacteria, preceded by at least one step of diluting the urine in a solution, preferably in water, preferably at a factor of between 1/2 and 1/100.
Selon un mode de réalisation particulièrement adapté, le procédé selon l'invention est un procédé de traitement de l'urine humaine ou animale, préférentiellement de l'urine fraîche, comprenant au moins les étapes suivantes : According to a particularly suitable embodiment, the method according to the invention is a method for treating human or animal urine, preferably fresh urine, comprising at least the following steps:
- une étape d'acidification ou de basification de l'urine, - a stage of acidification or basification of the urine,
- une étape de filtration de l'urine, - a urine filtration step,
- une étape de dilution de l'urine dans une solution, préférentiellement dans l'eau ou dans une solution nutritive, - a step of diluting the urine in a solution, preferably in water or in a nutrient solution,
- préférentiellement une étape de stabilisation du pH à une valeur désirée (acide, basique ou neutre), - preferably a pH stabilization step at a desired value (acid, basic or neutral),
- une étape de transformation de l'urine par fermentation.
La mise en œuvre de la dilution de l'urine, préférentiellement suivie ou précédée par une étape de stabilisation du pH, permet de réaliser la fermentation avec tout type de microorganismes, car l'urine acidifiée ou basifiée non diluée comprend des éléments nutritifs, tels que le sel et l'azote, en concentrations toxiques pour certains microorganismes, ainsi qu'un pH limitant la croissance de certains microorganismes. - a stage of transformation of urine by fermentation. The implementation of urine dilution, preferably followed or preceded by a pH stabilization step, allows fermentation to be carried out with all types of microorganisms, since undiluted acidified or basified urine contains nutrients, such as as salt and nitrogen, in toxic concentrations for certain microorganisms, as well as a pH limiting the growth of certain microorganisms.
Le procédé peut comprendre d'autres étapes et notamment une étape optionnelle préalable aux autres étapes, qui consiste à récupérer dans l'urine au moins un minéral sous forme de précipité, notamment au moins un minéral choisi parmi l'azote, le potassium ou le phosphore.The method may comprise other steps and in particular an optional step prior to the other steps, which consists in recovering in the urine at least one mineral in the form of a precipitate, in particular at least one mineral chosen from nitrogen, potassium or phosphorus.
L'invention a également pour objet l'urine transformée, susceptible d'être obtenue par la mise en œuvre du procédé, et qui présente au moins l'une des caractéristiques suivantes : une concentration en sel (NaCI) inférieure à 0,15 % en poids / volume (l,5g/L) et une concentration en azote total inférieure à 0,5% en poids / volume (5g/L) (les pourcentages sont donnés en poids de sel ou d'azote par rapport au volume d'urine transformée). Sans la dilution, l'urine pourrait contenir des concentrations en sel et en azote trop importantes pour son utilisation, en particulier pour la fermentation de certains microorganismes. A subject of the invention is also transformed urine, capable of being obtained by implementing the method, and which has at least one of the following characteristics: a salt concentration (NaCI) of less than 0.15% by weight / volume (l.5g / L) and a total nitrogen concentration of less than 0.5% by weight / volume (5g / L) (the percentages are given by weight of salt or nitrogen relative to the volume of transformed urine). Without the dilution, the urine could contain salt and nitrogen concentrations too high for its use, in particular for the fermentation of certain microorganisms.
L'invention concerne aussi l'utilisation d'une telle urine transformée, en particulier comme matière fertilisante, notamment comme matière première fertilisante à base d'inoculum de micro-organismes, préférentiellement à base d'inoculum bactérien, notamment pour les cultures en plein champs, le maraîchage et l'horticulture. L'invention a donc pour objet également un fertilisant. The invention also relates to the use of such transformed urine, in particular as a fertilizing material, in particular as a fertilizing raw material based on inoculum of microorganisms, preferably based on bacterial inoculum, in particular for open-air cultures. fields, market gardening and horticulture. The invention therefore also relates to a fertilizer.
L'invention vise aussi l'utilisation des coproduits obtenus éventuellement lors de l'étape de fermentation de l'urine (en particulier le biofilm formé lors de cette étape), notamment comme matière fertilisante, comme produit phytosanitaire ou comme produit de biocontrôle à usage agricole. The invention also relates to the use of the co-products possibly obtained during the urine fermentation step (in particular the biofilm formed during this step), in particular as a fertilizing material, as a phytosanitary product or as a biocontrol product for agricultural.
Brève description des Figures Brief Description of Figures
- Figure la représente, sous forme de courbe, les résultats obtenus pour la dilution d'une urine fraîche (récoltée depuis moins de 2 heures) avec de l'eau déminéralisée. - Figure la represents, in the form of a curve, the results obtained for the dilution of fresh urine (collected for less than 2 hours) with demineralised water.
-Figure lb représente, sous forme de courbe, les résultats obtenus pour la dilution d'une urine stockée (stockée depuis 5 jours) avec de l'eau déminéralisée. -Figure lb represents, in the form of a curve, the results obtained for the dilution of a stored urine (stored for 5 days) with demineralised water.
- Figure 2a représente, sous forme de courbe, les résultats obtenus pour la dilution d'une urine fraîche acidifiée (récoltée depuis moins de 2 heures, acidifiée à pH 3) avec de l'eau déminéralisée.
- Figure 2b représente, sous forme de courbe, les résultats obtenus pour la dilution d'une urine fraîche basifiée (récoltée depuis moins de 2 heures, basifiée à pH 11) avec de l'eau déminéralisée. - Figure 2a represents, in the form of a curve, the results obtained for the dilution of acidified fresh urine (collected for less than 2 hours, acidified to pH 3) with demineralised water. - Figure 2b represents, in the form of a curve, the results obtained for the dilution of fresh basified urine (collected for less than 2 hours, basified to pH 11) with demineralized water.
- Figure 3 représente, sous forme d'histogramme, les concentrations de E. meliloti (UFC/mL) observées après 72, 96, 120, 144 et 168 heures de croissance sur urine pure, urine diluée au 1/2 et au 1/5. Les * représentent les différences significatives entre les différents niveaux de dilution. - Figure 3 represents, in the form of a histogram, the concentrations of E. meliloti (CFU/mL) observed after 72, 96, 120, 144 and 168 hours of growth on pure urine, urine diluted at 1/2 and at 1/ 5. The * represent the significant differences between the different levels of dilution.
- Figure 4a représente, sous forme d'histogramme, les mesures comparatives du nombre de gousses de soja obtenues près inoculation avec les produits commerciaux (FORCE 48 et RHIZOFLO contenant un adhésif comme l'invention) et avec un produit selon l'invention (RHIZOPI + adhésif). - Figure 4a represents, in the form of a histogram, the comparative measurements of the number of soybean pods obtained after inoculation with the commercial products (FORCE 48 and RHIZOFLO containing an adhesive like the invention) and with a product according to the invention (RHIZOPI + adhesive).
-Figure 4b représente, sous forme d'histogramme, les mesures comparatives du ratio grains / nombre de gousses de soja obtenues après inoculation avec les produits commerciaux (FORCE 48 et RHIZOFLO contenant un adhésif comme l'invention) et avec un produit selon l'invention (RHIZOPI + adhésif). -Figure 4b represents, in the form of a histogram, the comparative measurements of the ratio grains/number of soybean pods obtained after inoculation with the commercial products (FORCE 48 and RHIZOFLO containing an adhesive like the invention) and with a product according to invention (RHIZOPI + adhesive).
-Figure 5 représente, sous forme d'histogramme, les mesures comparatives du rendement après inoculation avec les produits commerciaux (FORCE 48 et RHIZOFLO contenant un adhésif comme l'invention) et avec un produit selon l'invention (RHIZOPI + adhésif). -Figure 5 represents, in the form of a histogram, the comparative measurements of the yield after inoculation with the commercial products (FORCE 48 and RHIZOFLO containing an adhesive like the invention) and with a product according to the invention (RHIZOPI+adhesive).
Description détaillée de l'invention Detailed description of the invention
Définitions Definitions
Par « urine » au sens de l'invention, on entend de l'urine exempte de matière fécale et très préférentiellement récoltée de manière séparée. By “urine” within the meaning of the invention, is meant urine free of fecal matter and very preferably collected separately.
Par « urine acidifiée » au sens de l'invention, on entend une urine dont la valeur de pH a été diminuée par rapport à la valeur de pH de l'urine initiale. Le pH de l'urine acidifiée est un pH acide. By “acidified urine” within the meaning of the invention, is meant a urine whose pH value has been reduced relative to the pH value of the initial urine. The pH of acidified urine is an acidic pH.
Par « urine basifiée » au sens de l'invention, on entend une urine dont la valeur de pH a été augmentée par rapport à la valeur de pH de l'urine initiale. Le pH de l'urine basifiée est un pH basique. By “basified urine” within the meaning of the invention, is meant a urine whose pH value has been increased relative to the pH value of the initial urine. The pH of basified urine is a basic pH.
Par « urine diluée » au sens de l'invention, on entend une urine fraîche ou stockée, acidifiée ou non, basifiée ou non, qui a été diluée dans une solution, préférentiellement dans l'eau ou dans une solution nutritive, à un certain facteur.
Par « urine fraîche » au sens de l'invention, on entend une urine qui a été récoltée depuis moins de 10 heures, préférentiellement depuis moins de 5 heures, encore plus préférentiellement depuis moins de 2 heures, et en particulier depuis moins d'I heure.By “diluted urine” within the meaning of the invention, is meant fresh or stored urine, acidified or not, basified or not, which has been diluted in a solution, preferably in water or in a nutrient solution, to a certain factor. By "fresh urine" within the meaning of the invention, is meant urine which has been collected for less than 10 hours, preferably for less than 5 hours, even more preferably for less than 2 hours, and in particular for less than I hour.
Par « urine transformée » au sens de l'invention, on entend une urine qui a subi un procédé qui a transformé au moins une caractéristique de l'urine naturelle, si bien qu'il ne s'agit plus d'un produit naturel mais d'un produit transformé obtenu à partir d'un produit naturel. Préférentiellement l'urine transformée est une urine transformée selon l'invention au moins par dilution et fermentation. By "transformed urine" within the meaning of the invention, is meant urine which has undergone a process which has transformed at least one characteristic of natural urine, so that it is no longer a natural product but of a processed product obtained from a natural product. Preferably, the transformed urine is a urine transformed according to the invention at least by dilution and fermentation.
Procédé de traitement de l'urine Urine processing method
L'invention a donc pour objet un procédé de traitement de l'urine humaine ou animale, comprenant au moins une étape de fermentation de l'urine précédée par au moins une étape de dilution de l'urine dans une solution, préférentiellement dans de l'eau ou dans une solution nutritive. The subject of the invention is therefore a process for the treatment of human or animal urine, comprising at least one stage of fermentation of the urine preceded by at least one stage of dilution of the urine in a solution, preferably in water or in a nutrient solution.
Ainsi l'invention a pour objet un procédé de l'urine humaine ou animale, comprenant au moins les étapes suivantes : Thus the subject of the invention is a process for human or animal urine, comprising at least the following steps:
- dilution de l'urine dans l'eau ou solution nutritive, préférentiellement à un facteur compris entre 1/2 et 1/100 et - dilution of urine in water or nutrient solution, preferably by a factor between 1/2 and 1/100 and
- transformation de l'urine par fermentation. - transformation of urine by fermentation.
Selon un mode de réalisation particulier, l'invention a pour objet un procédé de traitement de l'urine humaine ou animale, préférentiellement de l'urine fraîche, comprenant au moins la mise en oeuvre des étapes suivantes : According to a particular embodiment, the subject of the invention is a method for treating human or animal urine, preferably fresh urine, comprising at least the implementation of the following steps:
- une étape de basification ou d'acidification de l'urine, permettant un stockage jusqu'à 6 mois, - a step of basification or acidification of the urine, allowing storage for up to 6 months,
- une étape de dilution de l'urine dans l'eau ou solution nutritive, - a step of diluting the urine in water or nutrient solution,
- une étape de filtration de l'urine, - a urine filtration step,
- une étape de transformation de l'urine par fermentation. - a stage of transformation of urine by fermentation.
L'étape de dilution peut être réalisée avant ou après la filtration. The dilution step can be carried out before or after the filtration.
Selon une variante la dilution peut être réalisée en plusieurs fois, et le procédé selon l'invention peut comprendre plusieurs étapes de dilution successives ou entrecoupées d'autres étapes. According to a variant, the dilution can be carried out several times, and the method according to the invention can comprise several successive dilution steps or interspersed with other steps.
L'urine humaine ou animale est collectée par tout procédé adapté pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
Pour l'urine humaine, elle peut en particulier être collectée auprès de différentes sources comme les loueurs de toilettes, les festivals, les laboratoires d'analyses médicales, et les collectivités. Human or animal urine is collected by any method suitable for implementing the method according to the invention. For human urine, it can in particular be collected from different sources such as toilet rental companies, festivals, medical analysis laboratories, and communities.
Pour l'urine animale, elle peut en particulier être collectée auprès de différentes sources comme les éleveurs et les laboratoires d'analyses vétérinaires. For animal urine, it can in particular be collected from different sources such as breeders and veterinary analysis laboratories.
L'urine humaine ou animale est collectée dans des contenants comme des bidons, des fûts ou des cuves par exemple. Selon un mode de réalisation, les contenants peuvent contenir une ou plusieurs bases pour la mise en oeuvre de l'étape de basification ou un ou plusieurs acides pour la mise en oeuvre de l'étape d'acidification. Human or animal urine is collected in containers such as cans, drums or tanks for example. According to one embodiment, the containers may contain one or more bases for implementing the basification step or one or more acids for implementing the acidification step.
De façon optionnelle, le procédé selon l'invention peut éventuellement comprendre une étape complémentaire, qui consiste à précipiter des co-produits générés lors de l'étape de stockage avant dilution et/ou basification et/ou acidification. Ces co-produits sont préférentiellement des minéraux, en particulier des minéraux choisis parmi l'azote, le potassium et le phosphore (struvite). Dans le cas particulier de la récupération de la struvite présente dans l'urine, le procédé consiste à ajouter des sels de magnésium en solution afin de précipiter le phosphore présent dans de l'urine stockée sans stabilisant, préférentiellement à un ratio volumétrique de 1 : 1 (Mg : P). Ce précipité peut être récupéré par filtration sur un filtre de maille comprise entre 10 et 30pm. Le précipité peut par la suite subir différents traitements, comme un lavement, une mise en solution, un pressage et/ou séchage à l'air libre afin d'obtenir un matériau sous forme liquide ou solide. Optionally, the method according to the invention may optionally comprise an additional step, which consists in precipitating co-products generated during the storage step before dilution and/or basification and/or acidification. These co-products are preferentially minerals, in particular minerals chosen from nitrogen, potassium and phosphorus (struvite). In the particular case of the recovery of struvite present in urine, the process consists in adding magnesium salts in solution in order to precipitate the phosphorus present in urine stored without stabilizer, preferably at a volumetric ratio of 1: 1 (Mg:P). This precipitate can be recovered by filtration on a mesh filter between 10 and 30 μm. The precipitate can subsequently undergo various treatments, such as washing, dissolving, pressing and/or drying in the open air in order to obtain a material in liquid or solid form.
La première étape du procédé selon l'invention est préférentiellement réalisée sur une urine fraîche qui a été récoltée moins de 10 heures avant la mise en oeuvre de la première étape du procédé selon l'invention, préférentiellement moins de 5 heures, encore plus préférentiellement moins de deux heures et idéalement moins d'une heure. The first step of the method according to the invention is preferentially carried out on fresh urine which has been collected less than 10 hours before the implementation of the first step of the method according to the invention, preferentially less than 5 hours, even more preferentially less two hours and ideally less than one hour.
L'étape de dilution de l'urine est réalisée avec de l'eau ou dans une solution nutritive. The urine dilution stage is carried out with water or in a nutrient solution.
L'eau utilisée pour la dilution est préférentiellement de l'eau déminéralisée. The water used for the dilution is preferably demineralized water.
La solution nutritive est préférentiellement de l'eau, de façon préférée de l'eau déminéralisée, à laquelle il a été ajouté une source de carbone (sucre) et/ou tout autre facteur de croissance adapté à tout micro-organismes, préférentiellement adapté aux bactéries (tels que des extraits de levure et/ou du sang séché et/ou des éléments minéraux, etc.), en particulier des facteurs de croissance bactérienne absents de l'urine, de telle manière que la solution de dilution puisse apporter des éléments nutritifs complémentaires à ceux de l'urine.The nutrient solution is preferably water, preferably demineralised water, to which a carbon source (sugar) and/or any other growth factor suitable for any micro-organisms, preferably suitable for bacteria (such as yeast extracts and/or dried blood and/or mineral elements, etc.), in particular bacterial growth factors absent from urine, so that the dilution solution can provide elements nutrients complementary to those of urine.
De façon préférée l'étape de dilution est mise en oeuvre avant l'étape de fermentation de façon à ce que l'urine présente une constitution en éléments nutritifs, en particulier en sel et
azote, adaptée à tout micro-organisme, préférentiellement une concentration en sel (NaCI) inférieure à 0,15% en poids et une concentration en azote inférieure à 0,5% en poids. Selon un mode de réalisation particulièrement adapté, la dilution est réalisée dans l'eau ou solution nutritive à un facteur compris entre 1/2 et 1/100. Preferably, the dilution step is implemented before the fermentation step so that the urine has a constitution of nutrients, in particular salt and nitrogen, suitable for any microorganism, preferably a salt concentration (NaCl) of less than 0.15% by weight and a nitrogen concentration of less than 0.5% by weight. According to a particularly suitable embodiment, the dilution is carried out in water or nutrient solution to a factor of between 1/2 and 1/100.
L'étape de basification de l'urine, lorsqu'elle est mise en oeuvre, est préférentiellement réalisée de façon à ce que l'urine présente un pH supérieur ou égal à 9, préférentiellement compris entre 9 et 12, préférentiellement supérieur ou égal à 10 et selon un mode de réalisation compris entre 10 et 12. La basification de l'urine à un pH supérieur à 9 permet d'inhiber la croissance des pathogènes et empêche la réaction spontanée d'hydrolyse de l'urée en ammoniaque, donc l'urine conserve sa concentration en azote. La basification notamment peut permettre également à l'urine de présenter le pH nécessaire à la fermentation de l'urine par certains micro-organismes notamment certaines bactéries.The step of basifying the urine, when it is implemented, is preferentially carried out so that the urine has a pH greater than or equal to 9, preferentially between 9 and 12, preferentially greater than or equal to 10 and according to one embodiment between 10 and 12. The basification of urine at a pH greater than 9 makes it possible to inhibit the growth of pathogens and prevents the spontaneous reaction of hydrolysis of urea to ammonia, therefore the Urine retains its nitrogen concentration. The basification in particular can also allow the urine to have the pH necessary for the fermentation of the urine by certain microorganisms, in particular certain bacteria.
L'étape de basification peut être réalisée partout moyen permettant d'obtenir une urine avec le pH basique désiré. En particulier, l'étape de basification peut être réalisée en ajoutant à l'urine au moins un ajusteur de pH basique, préférentiellement au moins une base, et encore plus préférentiellement au moins une base choisie parmi l'hydroxyde de calcium, l'hydroxyde de potassium, l'hydroxyde de sodium et leurs mélanges, ainsi que les oxydes associés et leurs mélanges. The basification step can be carried out by any means making it possible to obtain urine with the desired basic pH. In particular, the basification step can be carried out by adding to the urine at least one basic pH adjuster, preferably at least one base, and even more preferably at least one base chosen from calcium hydroxide, hydroxide potassium, sodium hydroxide and mixtures thereof, as well as associated oxides and mixtures thereof.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la base (ou les bases) utilisée pour basifier l'urine est ajoutée à l'urine à une concentration comprise entre 0,1 et 10% en poids du poids total du mélange constitué par l'urine et la base, préférentiellement entre 0,5 et 2,5%. In a particular embodiment of the invention, the base (or bases) used to basify the urine is added to the urine at a concentration of between 0.1 and 10% by weight of the total weight of the mixture consisting of urine and the base, preferably between 0.5 and 2.5%.
Lorsque l'étape de basification est réalisée en ajoutant au moins de l'hydroxyde de calcium à l'urine, préférentiellement l'étape de basification est réalisée en ajoutant à l'urine entre 1 et 5 % d'hydroxyde de calcium en poids du poids total du mélange urine et hydroxyde de calcium, encore plus préférentiellement entre 2 et 3 %. When the basification step is carried out by adding at least calcium hydroxide to the urine, preferably the basification step is carried out by adding to the urine between 1 and 5% of calcium hydroxide by weight of the total weight of the urine and calcium hydroxide mixture, even more preferably between 2 and 3%.
Lorsque l'étape de basification est réalisée en ajoutant au moins de l'hydroxyde de potassium à l'urine, préférentiellement l'étape de basification est réalisée en ajoutant à l'urine entre 1 et 5% d'hydroxyde de potassium en poids du poids total du mélange urine et hydroxyde de potassium, encore plus préférentiellement entre 1,5 et 2%. When the basification step is carried out by adding at least potassium hydroxide to the urine, preferably the basification step is carried out by adding to the urine between 1 and 5% of potassium hydroxide by weight of the total weight of the urine and potassium hydroxide mixture, even more preferably between 1.5 and 2%.
Lorsque l'étape de basification est réalisée en ajoutant au moins de l'hydroxyde de sodium à l'urine, préférentiellement l'étape de basification est réalisée en ajoutant à l'urine entre 0,5 et 5 % d'hydroxyde de sodium en poids du poids total du mélange urine et hydroxyde de sodium, encore plus préférentiellement entre 0,5 et 1 %.
L'étape de basification est préférentiellement réalisée au moment de la collecte de l'urine pour éviter la réaction d'hydrolyse de l'urée en ammoniaque. Afin de limiter au maximum la perte d'azote, l'étape de basification selon l'invention est réalisée par ajout d'au moins une base dans le contenant dans lequel les urines sont réceptionnées ou versées, en amont de la réception des urines, préférentiellement en fond de contenant avant que les urines n'y soient versées. Le contenant une fois rempli est préférentiellement fermé hermétiquement pour le transport afin de limiter les échanges gazeux à l'air libre, et le contenant est préférentiellement en matière plastique ou métal résistant à la corrosion par la base. When the basification step is carried out by adding at least sodium hydroxide to the urine, preferably the basification step is carried out by adding to the urine between 0.5 and 5% sodium hydroxide in weight of the total weight of the urine and sodium hydroxide mixture, even more preferably between 0.5 and 1%. The basification step is preferably carried out at the time of collection of the urine to avoid the hydrolysis reaction of urea to ammonia. In order to limit the loss of nitrogen as much as possible, the basification step according to the invention is carried out by adding at least one base to the container in which the urine is received or poured, upstream of the reception of the urine, preferably at the bottom of the container before the urine is poured into it. The container once filled is preferably hermetically sealed for transport in order to limit gaseous exchanges in the open air, and the container is preferably made of plastic or metal resistant to corrosion by the base.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la ou les bases peuvent être remplacées par un mélange de micro-organismes en milieu basique, préférentiellement un mélange de bactéries, de telle sorte que la basification est associée à une inoculation de micro-organismes, préférentiellement au moins de bactéries. Ainsi, dans ce mode de réalisation, l'étape de basification du procédé selon l'invention est réalisée en ajoutant à l'urine au moins un mélange de bactéries en milieu basique, de telle sorte que la basification est associée à une inoculation de bactéries. Lorsque l'étape de basification est réalisée en ajoutant au moins des bactéries en milieu basique, préférentiellement l'étape de basification est réalisée en ajoutant à l'urine entre 1 et 10 % d'un mélange de bactéries en milieu basique en poids du poids total du mélange urine et mélange de bactéries en milieu basique, encore plus préférentiellement entre 2,5 et 5%. In a particular embodiment of the invention, the base(s) can be replaced by a mixture of microorganisms in a basic medium, preferably a mixture of bacteria, such that the basification is associated with an inoculation of microorganisms , preferably at least bacteria. Thus, in this embodiment, the basification step of the method according to the invention is carried out by adding to the urine at least one mixture of bacteria in a basic medium, such that the basification is associated with an inoculation of bacteria . When the basification step is carried out by adding at least bacteria in a basic medium, preferably the basification step is carried out by adding to the urine between 1 and 10% of a mixture of bacteria in a basic medium by weight of the weight total of the mixture of urine and mixture of bacteria in basic medium, even more preferably between 2.5 and 5%.
Préférentiellement, en fin d'étape de basification : Preferably, at the end of the basification stage:
- le ratio NI-U/N-total de l'urine est inférieur ou égal à 30%, et/ou - the NI-U/N-total ratio of the urine is less than or equal to 30%, and/or
- le ratio N-uréique/N-total de l'urine est supérieur ou égal à 50%, et/ou - the N-ureic/N-total ratio of the urine is greater than or equal to 50%, and/or
- le ratio C/N est supérieur ou égal à 2 ; il peut être supérieur ou égal à 10. - the C/N ratio is greater than or equal to 2; it can be greater than or equal to 10.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape de basification a une durée inférieure à 12 jours, encore plus préférentiellement inférieure à 7 jours, et en particulier entre 12 heures et 7 jours. In one embodiment of the invention, the basification step lasts less than 12 days, even more preferably less than 7 days, and in particular between 12 hours and 7 days.
L'étape d'acidification de l'urine est préférentiellement réalisée de façon à ce que l'urine présente un pH inférieur à 6, préférentiellement inférieur ou égal à 5,5 et selon un mode de réalisation inférieur ou égal à 4. L'acidification de l'urine à un pH inférieur à 6 permet d'inhiber la croissance des pathogènes et empêche la réaction spontanée d'hydrolyse de l'urée en ammoniaque, donc l'urine conserve sa concentration en azote. L'acidification permet également à l'urine de présenter le pH nécessaire à la fermentation, notamment à la fermentation lactique.
L'étape d'acidification peut être réalisée partout moyen permettant d'obtenir une urine avec le pH acide désiré. En particulier, l'étape d'acidification peut être réalisée en ajoutant à l'urine au moins un ajusteur de pH acide, préférentiellement au moins un acide, et encore plus préférentiellement au moins un acide choisi parmi l'acide sulfurique, l'acide acétique, l'acide chlorhydrique, l'acide phosphorique, l'acide nitrique et l'acide lactique. The urine acidification step is preferably carried out so that the urine has a pH of less than 6, preferably less than or equal to 5.5 and according to one embodiment less than or equal to 4. acidification of urine to a pH below 6 inhibits the growth of pathogens and prevents the spontaneous hydrolysis reaction of urea to ammonia, so the urine retains its nitrogen concentration. Acidification also allows the urine to present the pH necessary for fermentation, in particular for lactic fermentation. The acidification step can be carried out by any means making it possible to obtain urine with the desired acid pH. In particular, the acidification step can be carried out by adding to the urine at least one acidic pH adjuster, preferably at least one acid, and even more preferably at least one acid chosen from sulfuric acid, acid acetic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid and lactic acid.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, l'acide utilisé pour acidifier l'urine est ajouté à l'urine à une concentration comprise entre 0,1 et 10% en poids du poids total du mélange constitué par l'urine et l'acide, préférentiellement entre 0,5 et 2,5%. In a particular embodiment of the invention, the acid used to acidify the urine is added to the urine at a concentration of between 0.1 and 10% by weight of the total weight of the mixture consisting of the urine and the acid, preferably between 0.5 and 2.5%.
Lorsque l'étape d'acidification est réalisée en ajoutant au moins de l'acide lactique à l'urine, préférentiellement l'étape d'acidification est réalisée en ajoutant à l'urine entre 0,5 et 5% d'acide lactique en poids du poids total du mélange urine et acide, encore plus préférentiellement entre 1 et 2%. When the acidification step is carried out by adding at least lactic acid to the urine, preferably the acidification step is carried out by adding to the urine between 0.5 and 5% lactic acid in weight of the total weight of the urine and acid mixture, even more preferably between 1 and 2%.
Lorsque l'étape d'acidification est réalisée en ajoutant au moins des micro-organismes en milieu acide, préférentiellement des bactéries en milieu acide, l'étape d'acidification est de façon préférée réalisée en ajoutant à l'urine entre 1 et 10% du mélange de micro-organismes en milieu acide en poids du poids total du mélange urine et acidifiant, encore plus préférentiellement entre 3 et 5%. When the acidification step is carried out by adding at least microorganisms in an acid medium, preferably bacteria in an acid medium, the acidification step is preferably carried out by adding to the urine between 1 and 10% of the mixture of microorganisms in an acid medium by weight of the total weight of the urine and acidifier mixture, even more preferably between 3 and 5%.
L'étape d'acidification est préférentiellement réalisée au moment de la collecte de l'urine pour éviter la réaction d'hydrolyse de l'urée en ammoniaque. Afin de limiter au maximum la perte d'azote, l'étape d'acidification est réalisée par ajout d'au moins un acide dans le contenant dans lequel les urines sont réceptionnées ou versées, en amont de la réception des urines, préférentiellement en fond de contenant avant que les urines n'y soient versées. Le contenant une fois rempli est préférentiellement fermé hermétiquement pour le transport afin de limiter les échanges gazeux à l'air libre, et le contenant est préférentiellement en matière plastique ou métal résistant à la corrosion par l'acide. The acidification step is preferably carried out at the time of collection of the urine to avoid the hydrolysis reaction of urea to ammonia. In order to limit the loss of nitrogen as much as possible, the acidification step is carried out by adding at least one acid to the container in which the urine is received or poured, upstream of the reception of the urine, preferably at the bottom container before the urine is poured into it. The container once filled is preferably hermetically sealed for transport in order to limit gaseous exchanges in the open air, and the container is preferably made of plastic or metal resistant to corrosion by acid.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le ou les acides peuvent être remplacés par un mélange de micro-organismes en milieu acide, préférentiellement par un mélange de bactéries en milieu acide, de telle sorte que l'acidification est associée à une inoculation de bactéries. Ainsi, dans ce mode de réalisation, l'étape d'acidification du procédé selon l'invention est réalisée en ajoutant à l'urine au moins un mélange de bactéries en milieu acide, de telle sorte que l'acidification est associée à une inoculation de bactéries. In a particular embodiment of the invention, the acid(s) can be replaced by a mixture of microorganisms in an acid medium, preferably by a mixture of bacteria in an acid medium, such that the acidification is associated with a bacteria inoculation. Thus, in this embodiment, the acidification step of the method according to the invention is carried out by adding to the urine at least one mixture of bacteria in an acidic medium, such that the acidification is associated with an inoculation of bacteria.
Préférentiellement, en fin d'étape d'acidification : Preferably, at the end of the acidification step:
- le ratio NEU/N-total de l'urine est inférieur ou égal à 30%, et/ou - the NEU/N-total ratio of the urine is less than or equal to 30%, and/or
- le ratio N-uréique/N-total de l'urine est supérieur ou égal à 50%, et/ou
- le ratio C/N est supérieur ou égal à 2 ; il peut être supérieur ou égal à 10. - the N-ureic/N-total ratio of the urine is greater than or equal to 50%, and/or - the C/N ratio is greater than or equal to 2; it can be greater than or equal to 10.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape d'acidification a une durée inférieure à 12 jours, encore plus préférentiellement inférieure à 7 jours, et en particulier entre 12 heures et 7 jours. In one embodiment of the invention, the acidification step lasts less than 12 days, even more preferably less than 7 days, and in particular between 12 hours and 7 days.
Le procédé selon l'invention peut comprendre une étape supplémentaire de stockage de l'urine. L'urine peut être stockée à tout moment du procédé, préférentiellement à tout moment après l'étape de basification ou acidification et avant l'étape de fermentation, et selon un mode de réalisation adapté, juste après l'étape de basification ou acidification de l'urine. Selon une variante, le procédé peut comprendre plusieurs étapes de stockage à différents moments du procédé. The method according to the invention may comprise an additional step of storing the urine. The urine can be stored at any time of the process, preferably at any time after the basification or acidification step and before the fermentation step, and according to a suitable embodiment, just after the basification or acidification step of urine. According to a variant, the method can comprise several storage steps at different times of the method.
L'urine peut être stockée pendant une durée indéterminée, préférentiellement pendant une durée inférieure ou égale à 6 mois. En effet, au-delà de 6 mois l'urée se dégrade fortement en ammoniaque ce qui rend le milieu défavorable à la croissance microbienne. The urine can be stored for an indefinite period, preferably for a period less than or equal to 6 months. In fact, beyond 6 months, urea degrades strongly into ammonia, which makes the environment unfavorable to microbial growth.
Le stockage peut être réalisé dans tout contenant adapté. Il peut s'agir du contenant dans lequel a été collecté l'urine ou de tout autre contenant en plastique ou en métal résistant à la corrosion par une base. Préférentiellement, le stockage est effectué à l'abri de la lumière afin d'éviter l'effet des UV sur la composition des urines et à température ambiante (environ 20°C). Les températures extrêmes, soit inférieures à 0°C ou soit supérieures à 40°C sont défavorables au stockage car pouvant modifier la composition de l'urine. Storage can be carried out in any suitable container. This can be the container in which the urine was collected or any other plastic or metal container that is resistant to corrosion by a base. Preferably, the storage is carried out away from light in order to avoid the effect of UV on the composition of the urine and at ambient temperature (approximately 20° C.). Extreme temperatures, either below 0°C or above 40°C, are unfavorable to storage because they can modify the composition of urine.
Le procédé selon l'invention, avant ou après stockage éventuel, préférentiellement juste avant l'étape de transformation par fermentation, comprend préférentiellement une étape de filtration. The process according to the invention, before or after possible storage, preferentially just before the stage of transformation by fermentation, preferentially comprises a stage of filtration.
Cette étape de filtration doit permettre d'enlever les particules indésirables contenues dans l'urine, telles que notamment des poils, des cheveux, des polluants sous forme chélatée, des sels résiduels et toutes autres particules pouvant être présentes (feuilles mortes, gravier, etc...). This filtration step must make it possible to remove the undesirable particles contained in the urine, such as in particular hair, hair, pollutants in chelated form, residual salts and any other particles that may be present (dead leaves, gravel, etc. ...).
L'étape de filtration est préférentiellement réalisée au moins par filtration sur un filtre de mailles comprises entre 0,1 et 80pm. Particulièrement, la filtration est effectuée à 25pm. Ceci permet d'éliminer les particules indésirables, en fonction de la qualité de l'urine stockée.The filtration step is preferably carried out at least by filtration on a mesh filter of between 0.1 and 80 μm. Specifically, filtration is performed at 25pm. This removes unwanted particles, depending on the quality of the stored urine.
La filtration peut être effectuée sur un filtre absorbant des composés organiques, tel qu'un filtre à charbon actif, à chabazite, à zéolithe, ou tout autre système de filtration. The filtration can be carried out on a filter that absorbs organic compounds, such as an activated carbon, chabazite, zeolite filter, or any other filtration system.
Le procédé selon l'invention comprend une étape de fermentation, c'est-à-dire de transformation de l'urine sous l'influence de micro-organismes.
Les microorganismes utilisés pour l'étape de fermentation peuvent être choisis parmi les bactéries et les champignons notamment les levures et les moisissures. The method according to the invention comprises a fermentation step, that is to say transformation of the urine under the influence of microorganisms. The microorganisms used for the fermentation step can be chosen from bacteria and fungi, in particular yeasts and molds.
Lorsque que les micro-organismes utilisés pour l'étape de fermentation sont des champignons, ils sont préférentiellement choisis parmi les champignons de l'ordre des Eurotiales, les Hypocreales, les Saccharomycetales, les Glomerales et leurs mélanges. When the microorganisms used for the fermentation step are fungi, they are preferably chosen from fungi of the order Eurotiales, Hypocreales, Saccharomycetales, Glomerales and mixtures thereof.
Préférentiellement les micro-organismes utilisés pour l'étape de fermentation sont des bactéries. Ces bactéries peuvent être des bactéries lactiques (dans ce cas pour la fermentation on parle spécifiquement de fermentation lactique ou lacto-fermentation) ou des bactéries non lactiques. Une ou plusieurs bactéries peuvent être utilisées pour la fermentation. La fermentation peut donc être réalisée avec au moins deux bactéries différentes. Il peut s'agir d'au moins deux bactéries lactiques différentes dans le cas où la fermentation est une fermentation lactique. Preferably, the microorganisms used for the fermentation step are bacteria. These bacteria can be lactic acid bacteria (in this case for fermentation we speak specifically of lactic acid fermentation or lacto-fermentation) or non-lactic acid bacteria. One or more bacteria can be used for the fermentation. The fermentation can therefore be carried out with at least two different bacteria. It may be at least two different lactic bacteria in the case where the fermentation is a lactic fermentation.
Si la fermentation est réalisée avec une ou plusieurs bactéries non lactiques, celles-ci sont préférentiellement choisies parmi les bactéries appartenant à au moins un des ordres suivants : Rhizobiales (en particulier les familles des Bradyrhizobiaceae, Rhizobiaceae, et Phyllobacteriaceae), Bacillales (en particulier les familles des Bacillaceae et Paenibacillaceae), Rhodospirillales (en particulier la famille des Rhodospirillaceae), Actinomycetales (en particulier la famille des Corynebacteriaceae), Frankiales (en particulier la famille des Frankiaceae), Burkholderiales (en particulier la famille des Burkholderiaceae), Flavobacteriales (en particulier la famille des Flavobactericeae), Pseudomonadales (en particulier la famille des Pseudomonodoceoe), Eubacteriales (en particulier la famille des Micrococcaceae), Xanthomonadales (en particulier la famille des Xanthomonadaceae), Hyphomicrobiales, Cytophagales, Chroococcales, Gloeobacterales, des Nostocales, Oscillatoriales, Pleurocapsales, Stigonematales. If the fermentation is carried out with one or more non-lactic bacteria, these are preferably chosen from bacteria belonging to at least one of the following orders: Rhizobiales (in particular the families Bradyrhizobiaceae, Rhizobiaceae, and Phyllobacteriaceae), Bacillales (in particular the families Bacillaceae and Paenibacillaceae), Rhodospirillales (in particular the family Rhodospirillaceae), Actinomycetales (in particular the family Corynebacteriaceae), Frankiales (in particular the family Frankiaceae), Burkholderiales (in particular the family Burkholderiaceae), Flavobacteriales ( in particular the Flavobactericeae family), Pseudomonadales (in particular the Pseudomonodoceoe family), Eubacteriales (in particular the Micrococcaceae family), Xanthomonadales (in particular the Xanthomonadaceae family), Hyphomicrobiales, Cytophagales, Chroococcales, Gloeobacterales, Nostocales, Oscillatoriales , Pleurocapsals , Stigonematales.
Si la fermentation est réalisée avec une ou plusieurs bactéries lactiques, la fermentation est réalisée avec au moins une bactérie choisie parmi les bactéries de l'ordre des Lactobacillales, en particulier au moins une bactérie dont la famille est choisie parmi les Lactobacillaceae, Streptococcoceoe, Enterococcaceae, Leuconostocaceae, Bifidobacteriaceae. If the fermentation is carried out with one or more lactic acid bacteria, the fermentation is carried out with at least one bacterium chosen from bacteria of the order Lactobacillales, in particular at least one bacterium whose family is chosen from Lactobacillaceae, Streptococcoceoe, Enterococcaceae , Leuconostocaceae, Bifidobacteriaceae.
Ainsi les bactéries utilisées pour la fermentation sont préférentiellement choisies parmi les bactéries de la famille des Bradyrhizobiaceae, Rhizobiaceae, Phyllobacteriaceae, Bacillaceae, Paenibacillaceae, Rhodospirillaceae, Corynebacteriaceae, Frankiaceae, Burkholderiaceae, Flavobactericeae, Pseudomonaceae, Micrococcaceae, Xanthomonadaceae, Lactobacillaceae, Streptococcaceae, Enterococcaceae, Leuconostocaceae, Bifidobacteriaceae, et leurs mélanges.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'étape de transformation de l'urine par fermentation consiste à ajouter dans l'urine au moins une source de carbone et au moins un inoculum de micro-organismes, préférentiellement un inoculum de bactéries. Thus the bacteria used for the fermentation are preferably chosen from bacteria of the family Bradyrhizobiaceae, Rhizobiaceae, Phyllobacteriaceae, Bacillaceae, Paenibacillaceae, Rhodospirillaceae, Corynebacteriaceae, Frankiaceae, Burkholderiaceae, Flavobactericeae, Pseudomonaceae, Micrococcaceae, Xanthomonadaceae, Lactobacillaceae, Streptococcaceae, Enterococcaceae, Leuconostocaceae , Bifidobacteriaceae, and mixtures thereof. In a preferred embodiment of the invention, the step of transforming urine by fermentation consists in adding to the urine at least one carbon source and at least one inoculum of microorganisms, preferably an inoculum of bacteria .
La source de carbone est préférentiellement ajoutée à raison de 1 à 40g. L 1 par rapport au volume d'urine basifiée et filtrée ou acidifiée et filtrée à transformer par fermentation. La source de carbone peut être diverse. Elle est préférentiellement choisie parmi le fructose, le glucose, le lactose, le maltose, le saccharose, le sirop de glucose, sirop de malte ainsi que les polyols tels que le mannitol ou le sorbitol et leurs mélanges. The carbon source is preferably added at a rate of 1 to 40 g. L 1 relative to the volume of basified and filtered or acidified and filtered urine to be transformed by fermentation. The carbon source can be diverse. It is preferably chosen from fructose, glucose, lactose, maltose, sucrose, glucose syrup, malt syrup as well as polyols such as mannitol or sorbitol and mixtures thereof.
L'inoculum de micro-organismes, préférentiellement l'inoculum bactérien est de façon préférée ajouté à raison de 0,1 à 10% en volume par rapport au volume du mélange d'urine basifiée et filtrée ou acidifiée et filtrée et de la source de carbone. The inoculum of microorganisms, preferentially the bacterial inoculum is preferably added at a rate of 0.1 to 10% by volume relative to the volume of the mixture of basified and filtered or acidified and filtered urine and of the source of carbon.
L'inoculum de micro-organismes peut être obtenu à partir d'une solution mère comprenant au moins une source de carbone, une bactérie ou un mélange d'au moins deux bactéries, et une urine basifiée ou acidifiée présentant un pH adapté à la fermentation de ladite bactérie ou dudit mélange de bactéries. The inoculum of microorganisms can be obtained from a stock solution comprising at least one carbon source, one bacterium or a mixture of at least two bacteria, and basified or acidified urine having a pH suitable for fermentation. said bacterium or said mixture of bacteria.
Par exemple, l'inoculum peut être obtenu notamment à partir d'une solution mère constituée au moins par : For example, the inoculum can be obtained in particular from a stock solution consisting at least of:
- de l'urine basifiée présentant un pH supérieur ou égal à 9, préférentiellement supérieur ou égal à 10, et en particulier de façon préféré un pH identique ou proche de celui de l'urine que l'on veut transformer par fermentation, - basified urine having a pH greater than or equal to 9, preferably greater than or equal to 10, and in particular preferably a pH identical to or close to that of the urine that one wishes to transform by fermentation,
- une source de carbone, - a source of carbon,
- et au moins une bactérie. - and at least one bacterium.
Selon un autre exemple, l'inoculum peut être obtenu notamment à partird'une solution mère constituée au moins par : According to another example, the inoculum can be obtained in particular from a stock solution consisting at least of:
- de l'urine acidifiée présentant un pH inférieur ou égal à 6, préférentiellement un pH identique ou proche de celui de l'urine que l'on veut transformer par fermentation, - acidified urine with a pH less than or equal to 6, preferably a pH identical to or close to that of the urine that we want to transform by fermentation,
- une source de carbone, - a source of carbon,
- et au moins une bactérie. - and at least one bacterium.
L'étape de fermentation peut être réalisée en particulier à une température comprise entre 25 et 35°C. Elle est préférentiellement réalisée à une température correspondant à la température de croissance optimale du ou des micro-organismes utilisés pour la fermentation.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape de fermentation est réalisée pendant une durée d'au moins 12 heures, préférentiellement pendant une durée comprise entre 3 et 12 jours. Cette durée varie en fonction des micro-organismes et des conditions mises en oeuvre pour la fermentation. The fermentation step can be carried out in particular at a temperature between 25 and 35°C. It is preferably carried out at a temperature corresponding to the optimum growth temperature of the microorganism(s) used for the fermentation. In one embodiment of the invention, the fermentation step is carried out for a period of at least 12 hours, preferably for a period of between 3 and 12 days. This duration varies according to the microorganisms and the conditions used for the fermentation.
Différentes variantes de mise en oeuvre de l'étape de fermentation du procédé selon l'invention peuvent être par exemple : Different variants of implementation of the fermentation step of the process according to the invention can be for example:
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Bacillaceae, à une température comprise entre 20 et 40°C, préférentiellement 35°C, pendant 1 à 4 jours, préférentiellement- the use of one or more bacteria of the Bacillaceae family, at a temperature between 20 and 40°C, preferably 35°C, for 1 to 4 days, preferably
2 jours, sur une urine à pH compris entre 9 et 11, préférentiellement 9,5, avec ajout de sucre, préférentiellement de saccharose, entre 5 et 20 g.L 1, préférentiellement à 10 g.L 1, 2 days, on urine with a pH between 9 and 11, preferably 9.5, with the addition of sugar, preferably sucrose, between 5 and 20 gL 1 , preferably 10 gL 1 ,
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Paenibacillaceae, à une température comprise entre 25 et 40°C, préférentiellement 30°C, pendant 1 à 4 jours, préférentiellement 2 jours, sur une urine à pH compris entre 9 et 12, préférentiellement 10, avec ajout de sucre, préférentiellement de glucose, entre 10 et 50 g.L 1, préférentiellement à 40 g.L 1, - the use of one or more bacteria of the Paenibacillaceae family, at a temperature of between 25 and 40°C, preferably 30°C, for 1 to 4 days, preferably 2 days, on urine at a pH of between 9 and 12, preferably 10, with added sugar, preferably glucose, between 10 and 50 gL 1 , preferably 40 gL 1 ,
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Pseudomonadaceae, à une température comprise entre 20 et 40°C, préférentiellement 35°C, pendant 1 à 7 jours, préférentiellement 3 jours, sur une urine à pH compris entre 9 et 10, préférentiellement 9,5, avec ajout de sucre, préférentiellement du glucose, entre 5 et 30 g.L 1, préférentiellement à 15 g.L 1, - the use of one or more bacteria of the Pseudomonadaceae family, at a temperature of between 20 and 40°C, preferably 35°C, for 1 to 7 days, preferably 3 days, on urine at a pH of between 9 and 10, preferably 9.5, with added sugar, preferably glucose, between 5 and 30 gL 1 , preferably 15 gL 1 ,
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Burkholderiaceae, à une température comprise entre 20 et 40°C, préférentiellement 30°C, pendant 1 à 5 jours, préférentiellement 4 jours, sur une urine à pH compris entre 9 et 10, préférentiellement 9, avec ajout de sucre, préférentiellement de fructose, entre 5 et 20 g.L 1, préférentiellement à 10 g.L 1, - the use of one or more bacteria from the Burkholderiaceae family, at a temperature of between 20 and 40°C, preferably 30°C, for 1 to 5 days, preferably 4 days, on urine at a pH of between 9 and 10, preferably 9, with added sugar, preferably fructose, between 5 and 20 gL 1 , preferably 10 gL 1 ,
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Micrococcacea, à une température comprise entre 25 et 40°C, préférentiellement 30°C, pendant 1 à 7 jours, préférentiellement 4 jours, sur une urine à pH compris entre 20 et 40°C, préférentiellement 25°C, avec ajout de sucre, préférentiellement de maltose, entre 5 et 40 g.L 1, préférentiellement à 15 g.L 1 - the use of one or more bacteria from the Micrococcacea family, at a temperature of between 25 and 40°C, preferably 30°C, for 1 to 7 days, preferably 4 days, on urine at a pH of between 20 and 40°C, preferably 25°C, with added sugar, preferably maltose, between 5 and 40 gL 1 , preferably 15 gL 1
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Rhizobiaceae, à une température comprise entre 20 et 35°C, préférentiellement 30°C, pendant 2 à 5 jours, préférentiellement- the use of one or more bacteria of the Rhizobiaceae family, at a temperature between 20 and 35°C, preferably 30°C, for 2 to 5 days, preferably
3 jours, sur une urine à pH compris entre 6 et 8, préférentiellement 7, avec ajout de sucre, préférentiellement de glucose, entre 10 et 30g. L 1, préférentiellement à 20g. L 1,
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Lactobaciiiaceae, à une température comprise entre 30 et 35°C, préférentiellement 35°C, pendant 2 à 5 jours, préférentiellement 3 jours, sur une urine à pH compris entre 4,5 et 5,5, préférentiellement 5,0, avec ajout de sucre, préférentiellement de lactose, entre 30 et 45g. L 1, préférentiellement à 40g. L 1, 3 days, on urine with a pH between 6 and 8, preferably 7, with the addition of sugar, preferably glucose, between 10 and 30g. L 1 , preferably at 20g. L1 , - the use of one or more bacteria from the Lactobaciiiaceae family, at a temperature of between 30 and 35°C, preferably 35°C, for 2 to 5 days, preferably 3 days, on urine at a pH of between 4 .5 and 5.5, preferably 5.0, with added sugar, preferably lactose, between 30 and 45g. L 1 , preferably at 40g. L1 ,
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Streptococcoceoe, à une température comprise entre 20 et 30°C, préférentiellement 25°C, pendant entre 5 et 10 jours, préférentiellement 8 jours, sur une urine à pH compris entre 5,0 et 6,0, préférentiellement 5,5 avec ajout de sucre, préférentiellement de glucose, entre 15 et 30 g.L 1, préférentiellement à 20g. L 1 - the use of one or more bacteria of the Streptococcoceoe family, at a temperature of between 20 and 30°C, preferably 25°C, for between 5 and 10 days, preferably 8 days, on urine at a pH of between 5.0 and 6.0, preferably 5.5 with added sugar, preferably glucose, between 15 and 30 gL 1 , preferably 20 g. L 1
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Enterococcaceae, à une température comprise entre 25 et 35°C, préférentiellement à 30°C, pendant 3 à 8 jours, préférentiellement 5 jours, sur une urine à pH compris entre 5,0 et 6,0, préférentiellement 6,0, avec ajout de sucre, préférentiellement de fructose, entre 25 et 35 g.L 1, préférentiellement à 30g. L 1. - the use of one or more bacteria of the Enterococcaceae family, at a temperature of between 25 and 35°C, preferably at 30°C, for 3 to 8 days, preferably 5 days, on urine with a pH of between 5.0 and 6.0, preferably 6.0, with added sugar, preferably fructose, between 25 and 35 gL 1 , preferably 30g. L 1 .
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Leuconostocaceae, à une température comprise entre 20 et 30°C, préférentiellement à 25°C, pendant 8 à 12 jours, préférentiellement 10 jours, sur une urine à pH compris entre 3,5 et 5,0, préférentiellement 4,5, avec ajout de sucre, préférentiellement de maltose, entre 3 et 10g. L 1, préférentiellement à 5g. L 1, - the use of one or more bacteria of the Leuconostocaceae family, at a temperature of between 20 and 30°C, preferably at 25°C, for 8 to 12 days, preferably 10 days, on urine at a pH of between 3.5 and 5.0, preferably 4.5, with added sugar, preferably maltose, between 3 and 10g. L 1 , preferably at 5g. L1 ,
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Bifidobacteriaceae, à une température comprise entre 30et40°C, préférentiellement à 35°C, pendant entre 2 et 6 jours, préférentiellement 4 jours, sur une urine à pH compris entre 5,0 et 6,0, préférentiellement 6,0, avec ajout de sucre, préférentiellement de saccharose, entre 5 et 15g. L 1, préférentiellement à 10g. L 1. - the use of one or more bacteria of the Bifidobacteriaceae family, at a temperature between 30 and 40°C, preferably at 35°C, for between 2 and 6 days, preferably 4 days, on urine at a pH of between 5 .0 and 6.0, preferably 6.0, with added sugar, preferably sucrose, between 5 and 15g. L 1 , preferably at 10g. L 1 .
Le procédé selon l'invention peut comprendre également une ou plusieurs étapes supplémentaires. The method according to the invention may also comprise one or more additional steps.
En particulier, le procédé selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs étape(s) qui consiste(nt) à ajouter à l'urine des constituants supplémentaires, tels que notamment des sources d'azote (sous forme uréique, nitrate/nitrite ou ammonium), de phosphore et/ou de potassium, d'éléments secondaires (calcium et/ou magnésium) ou d'oligo-éléments (cobalt, cuivre, fer, manganèse et/ou zinc). L'ajout de constituants supplémentaires peut être réalisé à tout moment de la mise en oeuvre du procédé. Préférentiellement il est réalisé avant l'étape de fermentation.
Selon une variante du procédé, celui-ci peut comprendre une étape supplémentaire d'ajustement du pH, dans l'objectif d'obtenir un pH optimal pour la croissance des micro organismes, préférentiellement des bactéries, utilisées lors de l'étape de fermentation.In particular, the method according to the invention may comprise one or more step(s) which consist(s) in adding additional constituents to the urine, such as in particular nitrogen sources (in urea, nitrate/nitrite or ammonium), phosphorus and/or potassium, secondary elements (calcium and/or magnesium) or trace elements (cobalt, copper, iron, manganese and/or zinc). The addition of additional constituents can be carried out at any time during the implementation of the process. Preferably it is carried out before the fermentation step. According to a variant of the method, the latter may comprise an additional pH adjustment step, with the aim of obtaining an optimum pH for the growth of microorganisms, preferably bacteria, used during the fermentation step.
Le procédé selon l'invention peut donc comprendre une étape d'ajout d'au moins un acide ou d'une base dans l'urine préférentiellement préalablement basifiée ou acidifiée. L'ajout de l'acide est réalisé de façon à ce que l'urine présente un pH moins élevé que celui obtenu après l'étape de basification ou d'acidification. L'ajout de la base est réalisé de façon à ce que l'urine présente un pH plus élevé que celui obtenu après l'étape de basification ou d'acidification. Le pH est ajusté de façon à ce que l'urine présente un pH adapté à la croissance des micro organismes utilisés pour la fermentation de l'urine. L'ajustement du pH peut également être effectué lorsque l'urine acidifiée ou basifiée est diluée. L'ajustement du pH à la valeur désirée est réalisé en modifiant la concentration de l'acide ou de la base dans l'urine en fonction du pH de l'urine avant cet ajout, du pH désiré, et de l'acide ou de la base utilisé. The method according to the invention can therefore comprise a step of adding at least one acid or one base to the urine, preferably basified or acidified beforehand. The addition of the acid is carried out so that the urine has a lower pH than that obtained after the basification or acidification step. The addition of the base is carried out so that the urine has a higher pH than that obtained after the basification or acidification step. The pH is adjusted so that the urine has a pH suitable for the growth of the microorganisms used for the fermentation of the urine. pH adjustment can also be done when acidifying or basifying urine is diluted. The adjustment of the pH to the desired value is achieved by modifying the concentration of the acid or the base in the urine according to the pH of the urine before this addition, the desired pH, and the acid or the basis used.
Préférentiellement, l'acide utilisé pour l'étape d'ajout d'un acide dans l'urine pour ajustement du pH peut être notamment choisie parmi l'acide sulfurique, l'acide acétique, l'acide chlorhydrique, l'acide phosphorique, l'acide nitrique, l'acide lactique et leurs mélanges.Preferably, the acid used for the step of adding an acid to the urine for pH adjustment can be chosen in particular from sulfuric acid, acetic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, lactic acid and mixtures thereof.
Préférentiellement, la base utilisée pour l'étape d'ajout d'une base dans l'urine pour ajustement du pH peut être notamment choisie parmi l'hydroxyde de calcium, l'hydroxyde de potassium, l'hydroxyde de sodium et leurs mélanges, ainsi que leurs oxydes respectifs.Preferably, the base used for the step of adding a base to the urine for pH adjustment can be chosen in particular from calcium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide and their mixtures, as well as their respective oxides.
Cette variante du procédé comprenant au moins une étape d'ajustement ou stabilisation du pH, au lieu d'atteindre le pH désiré uniquement par basification ou acidification de l'urine après récolte, permet d'atteindre le pH désiré en plusieurs fois (au moins deux étapes) : basification de l'urine selon l'invention puis ajout d'au moins un acide ou une base, ou acidification de l'urine selon l'invention puis ajout d'au moins une base ou un acide. Ainsi, quelle que soit la variante, avec ou sans ajout d'acide ou de base, le procédé selon l'invention permet que le pH de l'urine avant transformation par fermentation ait un pH adapté à la croissance des micro-organismes utilisés pour la fermentation de l'urine. Ainsi une variante du procédé selon l'invention est caractérisée en ce que le pH de l'urine avant et/ou pendant transformation par fermentation est adapté à la croissance des micro-organismes utilisés pour la fermentation de l'urine. Le pH de l'urine est en outre à adapter aux conditions de fermentation des micro-organismes utilisés pour la fermentation. Il peut être basique (supérieur à 7, à 8, à 9, à 10, à 11, à 12 ou 13), ou acide (inférieur à 7, à 6, à 5, à 4, à 3 ou à 2) ou il peut être neutre (pH = 7).
L'étape d'ajout d'un acide ou d'une base dans l'urine basifiée ou acidifiée peut être réalisée à tout moment du procédé après l'étape de basification ou d'acidification et avant l'étape de transformation de l'urine par fermentation, notamment après l'étape de dilution. This variant of the process comprising at least one pH adjustment or stabilization step, instead of reaching the desired pH solely by basification or acidification of the urine after harvesting, makes it possible to reach the desired pH several times (at least two steps): basification of the urine according to the invention then addition of at least one acid or one base, or acidification of the urine according to the invention then addition of at least one base or one acid. Thus, whatever the variant, with or without addition of acid or base, the method according to the invention allows the pH of the urine before transformation by fermentation to have a pH adapted to the growth of the microorganisms used for fermentation of urine. Thus a variant of the process according to the invention is characterized in that the pH of the urine before and/or during transformation by fermentation is adapted to the growth of the microorganisms used for the fermentation of the urine. The pH of the urine is also to be adapted to the fermentation conditions of the microorganisms used for the fermentation. It can be basic (greater than 7, 8, 9, 10, 11, 12 or 13), or acidic (less than 7, 6, 5, 4, 3 or 2) or it can be neutral (pH = 7). The step of adding an acid or a base to the basified or acidified urine can be carried out at any time in the process after the basification or acidification step and before the step of transforming the urine by fermentation, especially after the dilution step.
Lors de la fermentation, il peut également être nécessaire de stabiliser ou ajuster le pH de l'urine, soit par l'ajout d'une base pour augmenter le pH, préférentiellement choisie parmi l'hydroxyde de calcium, l'hydroxyde de potassium, l'hydroxyde de sodium et leurs mélanges ; soit par l'ajout d'un acide pour diminuer le pH, préférentiellement choisi parmi l'acide sulfurique, l'acide acétique, l'acide chlorhydrique, l'acide phosphorique, l'acide nitrique, l'acide lactique et leurs mélanges. Ainsi le procédé selon l'invention peut comprendre une étape de stabilisation du pH, par ajout d'au moins une base ou d'au moins un acide lors de l'étape de transformation de l'urine par fermentation. During fermentation, it may also be necessary to stabilize or adjust the pH of the urine, either by adding a base to increase the pH, preferably chosen from calcium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide and mixtures thereof; or by adding an acid to reduce the pH, preferably chosen from sulfuric acid, acetic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, lactic acid and mixtures thereof. Thus the method according to the invention may comprise a step of stabilizing the pH, by adding at least one base or at least one acid during the step of transforming the urine by fermentation.
Selon un mode de réalisation, le procédé selon l'invention peut comprendre la succession d'au moins les étapes suivantes : According to one embodiment, the method according to the invention may comprise the succession of at least the following steps:
- basification de l'urine (préférentiellement d'une urine fraîche), préférentiellement de façon à ce que l'urine présente un pH supérieur à 9, préférentiellement supérieur à 10, ou acidification de l'urine, préférentiellement de façon à ce que l'urine présente un pH inférieur ou égal à 6, - basification of the urine (preferably fresh urine), preferably so that the urine has a pH greater than 9, preferably greater than 10, or acidification of the urine, preferably so that the urine has a pH less than or equal to 6,
- éventuellement stockage de l'urine basifiée ou acidifiée, - possibly storage of basified or acidified urine,
- éventuellement ajustement du pH de l'urine au pH désiré par ajout d'une base ou d'un acide,- possibly adjusting the pH of the urine to the desired pH by adding a base or an acid,
- filtration de l'urine, - filtration of urine,
- éventuellement stockage, préférentiellement à une température inférieure à 10°C, notamment entre 0 et 5°C, et préférentiellement pendant moins de 7 jours, - possibly storage, preferably at a temperature below 10°C, in particular between 0 and 5°C, and preferably for less than 7 days,
- dilution de l'urine dans l'eau, - dilution of urine in water,
- fermentation, comprenant éventuellement une étape de stabilisation du pH, par ajout d'au moins une base ou d'un acide. - fermentation, optionally comprising a step of stabilizing the pH, by adding at least one base or one acid.
L'ordre des étapes de dilution, ajustement du pH et filtration peut être interverti (ajustement du pH, dilution, filtration ; ajustement du pH, filtration, dilution ; filtration, dilution, ajustement du pH ; filtration, ajustement du pH, dilution ; dilution, filtration, ajustement du pH ; dilution ajustement du pH, filtration). The order of the dilution, pH adjustment and filtration steps can be reversed (pH adjustment, dilution, filtration; pH adjustment, filtration, dilution; filtration, dilution, pH adjustment; filtration, pH adjustment, dilution; dilution , filtration, pH adjustment; dilution pH adjustment, filtration).
Enfin, le procédé selon l'invention, quel que soit le mode de réalisation, peut éventuellement comprendre une ou plusieurs étapes supplémentaires avant l'étape de basification ou acidification, entre la basification ou acidification et la fermentation ou après fermentation,
notamment la récupération de co-produits tels que de la struvite et des biofilms provenant de micro-organismes, notamment des bactéries. Finally, the method according to the invention, whatever the embodiment, may optionally comprise one or more additional steps before the basification or acidification step, between the basification or acidification and the fermentation or after fermentation, in particular the recovery of co-products such as struvite and biofilms originating from microorganisms, in particular bacteria.
L'urine obtenue après l'étape de fermentation se présente sous forme liquide. Le procédé selon l'invention peut comprendre également une étape supplémentaire de concentration des micro-organismes, en particulier des bactéries (par tout moyen adapté notamment centrifugation, déshydratation et/ou lyophilisation) de façon à obtenir un produit sous forme solide. The urine obtained after the fermentation step is in liquid form. The method according to the invention may also comprise an additional step of concentration of microorganisms, in particular bacteria (by any suitable means, in particular centrifugation, dehydration and/or freeze-drying) so as to obtain a product in solid form.
Avantageusement, le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre à l'échelle industrielle, et permet d'obtenir un produit en quelques jours. Le procédé selon l'invention permet de façon avantageuse, de valoriser une matière première naturelle considérée actuellement comme un déchet, qui nécessite aujourd'hui des traitements importants, coûteux et non satisfaisants. Advantageously, the process according to the invention can be implemented on an industrial scale, and makes it possible to obtain a product in a few days. The method according to the invention advantageously makes it possible to recover a natural raw material currently considered as waste, which today requires significant, costly and unsatisfactory treatment.
Urine transformée selon l'invention Urine transformed according to the invention
L'invention a également pour objet une urine transformée, susceptible d'être obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, c'est-à-dire transformée au moins par dilution et fermentation. A subject of the invention is also a transformed urine, capable of being obtained by implementing the process according to the invention, that is to say transformed at least by dilution and fermentation.
L'urine transformée selon l'invention présente préférentiellement au moins les caractéristiques suivantes : The urine transformed according to the invention preferably has at least the following characteristics:
- une concentration en micro-organismes, préférentiellement en bactéries, d'au moins 106 UFC.mL 1, préférentiellement au moins 107 UFC.mL 1, - a concentration of micro-organisms, preferably bacteria, of at least 10 6 CFU.mL 1 , preferably at least 10 7 CFU.mL 1 ,
- une concentration en sel inférieure à 0,15 % en poids, - a salt concentration of less than 0.15% by weight,
- une concentration en azote inférieure à 0,5% en poids. - a nitrogen concentration of less than 0.5% by weight.
Le pH de l'urine transformée selon l'invention peut être basique (supérieur à 7, à 8, à 9, à 10, à 11, à 12 ou 13), ou acide (inférieur à 7, à 6, à 5, à 4, à 3 ou à 2) ou il peut être neutre (pH = 7). The pH of the urine transformed according to the invention can be basic (greater than 7, 8, 9, 10, 11, 12 or 13), or acid (less than 7, 6, 5, 4, 3 or 2) or it can be neutral (pH = 7).
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'urine transformée présente également au moins l'une des caractéristiques suivantes, préférentiellement au moins deux, encore plus préférentiellement au moins trois ou toutes : In one embodiment of the invention, the transformed urine also has at least one of the following characteristics, preferably at least two, even more preferably at least three or all:
- un taux de matière sèche supérieur ou égal à 0,5% ; ceci présente l'avantage d'avoir une quantité d'éléments nutritifs particulièrement adaptée ; - a dry matter content greater than or equal to 0.5%; this has the advantage of having a particularly suitable amount of nutrients;
- un ratio NFU/N-total inférieur ou égal à 30% ; ceci permet d'avoir une source d'azote optimale assimilable par les micro-organismes, préférentiellement les bactéries ;
- un ratio N-uréique/N-total supérieur ou égal à 50% ; cette caractéristique permet d'avoir une source d'azote non assimilable par les micro-organismes, préférentiellement les bactéries, mais libérant de l'azote pour les végétaux lorsque l'urine transformée est utilisée sur des végétaux ; - an NFU/N-total ratio of less than or equal to 30%; this makes it possible to have an optimum source of nitrogen that can be assimilated by microorganisms, preferably bacteria; - an N-ureic/N-total ratio greater than or equal to 50%; this characteristic makes it possible to have a source of nitrogen that cannot be assimilated by microorganisms, preferentially bacteria, but which releases nitrogen for plants when the transformed urine is used on plants;
- un ratio C/N supérieur ou égal à 2 ; cette caractéristique permet d'avoir une pousse optimale des micro-organismes, préférentiellement des bactéries. - a C/N ratio greater than or equal to 2; this characteristic makes it possible to have optimal growth of microorganisms, preferably bacteria.
L'urine transformée selon l'invention est une matrice complexe qui comprend notamment de l'azote, du phosphore et du potassium. Elle contient également des éléments secondaires, comme du calcium et du magnésium, ainsi que des oligo-éléments, comme du cobalt, du cuivre, du manganèse et du zinc. The urine transformed according to the invention is a complex matrix which notably comprises nitrogen, phosphorus and potassium. It also contains secondary elements, such as calcium and magnesium, as well as trace elements, such as cobalt, copper, manganese and zinc.
L'urine transformée selon l'invention peut se présenter sous forme liquide. Elle est alors stockée dans tout contenant adapté tel que des bouteilles, des bidons, des fûts ou des cuves, préférentiellement en matière plastique opaque ou en métal résistant à la corrosion de produits acides ou de produits basiques. The urine transformed according to the invention can be in liquid form. It is then stored in any suitable container such as bottles, cans, drums or vats, preferably made of opaque plastic or metal resistant to corrosion of acid products or basic products.
L'urine transformée peut également se présenter sous forme solide, en particulier sous forme de granulé, de pelé ou de poudre. Les granulés et/ou les pelés peuvent être obtenus à partir de substrats minéraux, comme de la zéolithe et de la perlite, ainsi qu'à partir de substrats organiques, comme du guano de chauves-souris ou d'oiseaux. Processed urine can also be in solid form, especially as granules, peels or powders. The granules and/or peels can be obtained from mineral substrates, such as zeolite and perlite, as well as from organic substrates, such as guano from bats or birds.
En outre, l'urine transformée selon l'invention, est préférentiellement en conformité avec les réglementations en vigueur concernant l'innocuité, notamment sur la teneur en éléments traces métalliques et en organismes pathogènes. In addition, the urine transformed according to the invention is preferably in compliance with the regulations in force concerning harmlessness, in particular on the content of metallic trace elements and of pathogenic organisms.
Utilisation d'urine transformée selon l'invention Use of urine transformed according to the invention
L'invention a également pour objet l'utilisation de l'urine transformée selon l'invention, en particulier de l'urine transformée obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, comme matière fertilisante. Ainsi un objet de l'invention est un fertilisant comprenant au moins le produit obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, c'est-à-dire un fertilisant comprenant au moins de l'urine transformée selon l'invention. A subject of the invention is also the use of the urine transformed according to the invention, in particular the transformed urine obtained by implementing the process according to the invention, as a fertilizing material. Thus, an object of the invention is a fertilizer comprising at least the product obtained by implementing the process according to the invention, that is to say a fertilizer comprising at least urine transformed according to the invention.
En effet, du fait de ses caractéristiques avantageuses, l'urine transformée selon l'invention peut être utilisée comme matière fertilisante pour tout type de végétaux, y compris en champs, et quels que soient les supports de culture (compost, terreau, fibre de coco, etc.) en particulier : Indeed, because of its advantageous characteristics, the urine transformed according to the invention can be used as a fertilizing material for any type of plant, including in fields, and regardless of the growing media (compost, potting soil, coco, etc.) in particular:
- pour les cultures en plein champs, notamment céréales ou vignes, - for crops in open fields, in particular cereals or vines,
- en maraîchage, que ce soit pour des fruits ou des légumes,
- en horticulture, pour tout type de plantes, notamment à la période des semis.- in market gardening, whether for fruits or vegetables, - in horticulture, for all types of plants, especially during the sowing period.
L'utilisation selon l'invention est préférentiellement réalisée avant semi ou dans les premières semaines de croissance des plantes. The use according to the invention is preferably carried out before sowing or in the first weeks of growth of the plants.
Elle peut être utilisée également en combinaison avec d'autres matières fertilisantes, comme des engrais minéraux et/ou organiques ainsi que des amendements comme du compost, afin d'améliorer l'absorption des minéraux et/ou d'améliorer la qualité finale de la matière fertilisante. It can also be used in combination with other fertilizing materials, such as mineral and/or organic fertilizers as well as amendments such as compost, in order to improve the absorption of minerals and/or to improve the final quality of the fertilizing material.
Selon un mode de réalisation particulier, pour certaines utilisations l'urine transformée selon l'invention peut être utilisée en combinaison avec des excipients ou additifs tels que notamment un ou plusieurs adhésifs connus de l'homme du métier pour fixer les micro organismes sur les parties végétales d'intérêt notamment sur des semences. According to a particular embodiment, for certain uses the urine transformed according to the invention can be used in combination with excipients or additives such as in particular one or more adhesives known to those skilled in the art for attaching microorganisms to the parts plants of interest, in particular on seeds.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'urine transformée est utilisée pour stimuler la croissance des végétaux, notamment en stimulant la croissance en phase végétative par l'intermédiaire de facteurs de croissance (« Plant Growth Promoting Factors ») produits par les micro-organismes présents dans l'urine transformée, en particulier par les bactéries.In one embodiment of the invention, the transformed urine is used to stimulate the growth of plants, in particular by stimulating growth in the vegetative phase via growth factors (“Plant Growth Promoting Factors”) produced by micro-organisms present in processed urine, in particular by bacteria.
Pour son utilisation : For its use:
- lorsque l'urine transformée est liquide, elle est préférentiellement diluée dans l'eau. Pour les apports au champ, la dose d'utilisation de produit liquide est préconisée entre 5 à 50L/ha dilué dans 50 à 500L d'eau. Pour les autres apports, comme pour des plantes en pots, le produit liquide est utilisé à raison de 5 à 50mL par litre d'eau, - when the transformed urine is liquid, it is preferentially diluted in water. For inputs to the field, the dose of liquid product is recommended between 5 to 50L/ha diluted in 50 to 500L of water. For other inputs, such as for potted plants, the liquid product is used at the rate of 5 to 50mL per liter of water,
- lorsque l'urine transformée est solide, elle est préférentiellement appliquée directement au sol. Pour les apports au champ, la dose d'utilisation de produit solide est préconisée entre 0,5 à 5kg/ha. Pour les autres apports, comme pour des plantes en pots, le produit solide est utilisé à raison de 0,5 à 5g par plante. - when the transformed urine is solid, it is preferentially applied directly to the ground. For inputs to the field, the dose of use of solid product is recommended between 0.5 to 5 kg/ha. For other inputs, such as for plants in pots, the solid product is used at the rate of 0.5 to 5g per plant.
Ainsi, le produit selon l'invention peut être utilisé en faible quantité pour obtenir un effet sur la croissance des végétaux important. Thus, the product according to the invention can be used in small quantities to obtain a significant effect on the growth of plants.
Avantageusement, la matière fertilisante selon l'invention est issue d'un produit naturel. Son procédé n'implique aucun solvant. Il n'est aucunement dangereux ni pour l'Homme ni pour l'environnement. Advantageously, the fertilizing material according to the invention comes from a natural product. Its process does not involve any solvent. It is in no way dangerous for humans or the environment.
Utilisation de co-produits du procédé de transformation de l'urine Use of co-products of the urine transformation process
L'invention a également pour objet l'utilisation de co-produits obtenus au cours de la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention.
En effet, des co-produits sont générés lors de l'étape de stockage avant basification et pendant l'étape de fermentation, et en particulier : A subject of the invention is also the use of co-products obtained during the implementation of a process according to the invention. Indeed, co-products are generated during the storage step before basification and during the fermentation step, and in particular:
- avant acidification ou basification : des minéraux, en particulier des minéraux choisis parmi l'azote, le potassium et le phosphore (struvite), - before acidification or basification: minerals, in particular minerals chosen from nitrogen, potassium and phosphorus (struvite),
- pendant l'étape de fermentation : le biofilm de micro-organismes, préférentiellement le biofilm bactérien de surface. Le biofilm de micro-organismes est produit pas les micro organismes pendant la fermentation. Le biofilm bactérien de surface est produit par les bactéries pendant la fermentation. Il est composé d'exopolysaccharides notamment. Ce film de surface peut être récupéré grâce à un racloir muni d'un filtre de maille comprise entre 1 et lOpm. Le biofilm peut par la suite subir différents traitements, comme un lavement, une mise en solution, un pressage et/ou un séchage à l'air libre afin d'obtenir un matériau sous forme liquide ou solide. - during the fermentation step: the biofilm of microorganisms, preferably the surface bacterial biofilm. Microorganism biofilm is produced by microorganisms during fermentation. Surface bacterial biofilm is produced by bacteria during fermentation. It is composed of exopolysaccharides in particular. This surface film can be recovered using a scraper equipped with a mesh filter between 1 and 1 Opm. The biofilm can subsequently undergo various treatments, such as washing, dissolving, pressing and/or drying in the open air in order to obtain a material in liquid or solid form.
Ces co-produits présentent des caractéristiques qui permettent avantageusement leur utilisation comme matière fertilisante, produit phytosanitaire, de biocontrôle ou tout autre usage agricole. These co-products have characteristics which advantageously allow their use as fertilizing material, phytosanitary product, biocontrol or any other agricultural use.
Exemples Examples
L'invention est à présent illustrée par des exemples. The invention is now illustrated by examples.
Exemple 1 : Procédé de transformation d'une urine selon l'invention avec dilution et Frankia ëJh. Example 1: Process for transforming a urine according to the invention with dilution and Frankia ëJh.
Un exemple de procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes : An example of a method according to the invention comprises the following steps:
- ajouter l'urine fraîche à pH initial (6,5 à 7) dans un contenant en plastique ; - add fresh urine at initial pH (6.5 to 7) in a plastic container;
- diluer l'urine (1 volume d'urine pour 9 volumes d'eau déminéralisée), - dilute the urine (1 volume of urine for 9 volumes of demineralised water),
- ajouter à l'urine 30 g.L 1 de glucose, et ajouter 1 % en volume d'un inoculum de Frankia sp. (IL pour 100L d'urine), à 32°C pendant 5 jours sous agitation continue (environ 150 tours par minute) ; - add 30 gL 1 of glucose to the urine, and add 1% by volume of an inoculum of Frankia sp. (IL for 100L of urine), at 32° C. for 5 days with continuous stirring (approximately 150 revolutions per minute);
- récupérer l'urine transformée. - recover the transformed urine.
- la concentration finale en bactérie est de l'ordre de 107 UFC.mL 1. - the final bacterial concentration is of the order of 10 7 CFU.mL 1 .
L'inoculum utilisé a été préalablement obtenu comme suit : The inoculum used was previously obtained as follows:
- dilution d'urine (1 volume d'urine pour 9 volumes d'eau déminéralisée), - urine dilution (1 volume of urine for 9 volumes of demineralised water),
- filtration avec un filtre de maille 0,2pm ; - filtration with a 0.2 pm mesh filter;
- ajouter 30g. L 1 de glucose ; - add 30g. L 1 of glucose;
- ajouter lOOmg de la souche de Frankia sp conservée sous forme liquide concentrée ;
- faire fermenter (croissance bactérienne) à 32°C sous agitation continue (environ 150 tours par minute) pendant 3 jours ; - add lOOmg of the strain of Frankia sp preserved in concentrated liquid form; - ferment (bacterial growth) at 32°C with continuous stirring (about 150 revolutions per minute) for 3 days;
- la concentration finale en bactéries obtenue dans l'inoculum est de l'ordre de 106 UFC.mL 1. L'urine transformée obtenue présente les caractéristiques suivantes : - the final concentration of bacteria obtained in the inoculum is of the order of 10 6 CFU.mL 1 . The transformed urine obtained has the following characteristics:
- un pH d'environ 7, - a pH of about 7,
- une concentration en bactéries supérieure à 107 UFC.mL , - a concentration of bacteria greater than 10 7 CFU.mL,
- une concentration en sel inférieure à 0,05% en poids, - a salt concentration of less than 0.05% by weight,
- une concentration en azote inférieure à 0,1% en poids, - a nitrogen concentration of less than 0.1% by weight,
- un ratio NFU/N-total égal à 10%, - an NFU/N-total ratio equal to 10%,
- un ratio N-uréique/N-total égal à 60%, - an N-ureic/N-total ratio equal to 60%,
- un ratio C/N égal à 30. - a C/N ratio equal to 30.
Exemple 2 : Procédé de transformation d'une urine selon l'invention avec basification auExample 2: Process for transforming a urine according to the invention with basification with
NaOH, dilution de l'urine acidifiée et Kocuria sp. NaOH, dilution of acidified urine and Kocuria sp.
Un exemple de procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes : An example of a method according to the invention comprises the following steps:
- déposer 0,6% en poids de lessive de soude à 30,5%, dans le fond du contenant en plastique (pour 100L de volume total urine + lessive de soude, ajouter 0,6L de lessive de soude à 30,5%) ; - place 0.6% by weight of 30.5% soda lye in the bottom of the plastic container (for 100L of total volume of urine + soda lye, add 0.6L of 30.5% soda lye );
- ajouter l'urine fraîche à pH initial (6,5 à 7) dans le contenant en plastique (pour 0,6L de lessive de soude déjà présente dans le contenant, compléter à 100L avec l'urine) ; - add fresh urine at initial pH (6.5 to 7) in the plastic container (for 0.6L of washing soda already present in the container, complete to 100L with urine);
- le mélange a un pH supérieur égal à 9,0, il peut être stocké dans ces conditions jusqu'à 6 mois dans un récipient en plastique hermétique, à température ambiante et à l'abri de la lumière ; - the mixture has a pH greater than 9.0, it can be stored under these conditions for up to 6 months in an airtight plastic container, at room temperature and protected from light;
- diluer l'urine basifiée (1 volume d'urine pour 9 volumes d'eau déminéralisée), - dilute the basified urine (1 volume of urine for 9 volumes of demineralised water),
- filtrer l'urine basifiée avec un filtre en nylon ou en matière plastique de maille 25pm ; - filter the basified urine with a nylon or plastic filter with a 25µm mesh;
- ajouter à l'urine diluée 20g. L 1 de fructose, et ajouter 1 % en volume d'un inoculum de Kocuria sp. (IL pour 100L d'urine diluée), à 30°C pendant 5 jours sous agitation continue (environ 150 tours par minute) ; - add to diluted urine 20g. L 1 of fructose, and add 1% by volume of an inoculum of Kocuria sp. (IL for 100L of diluted urine), at 30° C. for 5 days with continuous stirring (approximately 150 revolutions per minute);
- récupérer l'urine basifiée, diluée et transformée après récupération des coproduits et notamment du biofilm formé. - recover the basified, diluted and transformed urine after recovery of the co-products and in particular of the biofilm formed.
L'inoculum utilisé a été préalablement obtenu comme suit :
- basifier 10 L d'urine pour atteindre un pH supérieur ou égal à 9, par ajout 0,6% en poids de lessive de soude à 30,5% (60g de lessive de soude pour 10L) ; The inoculum used was previously obtained as follows: - basify 10 L of urine to reach a pH greater than or equal to 9, by adding 0.6% by weight of 30.5% washing soda (60g of washing soda for 10L);
- diluer l'urine (1 volume d'urine pour 9 volumes d'eau déminéralisée), - dilute the urine (1 volume of urine for 9 volumes of demineralised water),
- filtrer l'urine basifiée avec un filtre de maille 0,2pm ; - filter the basified urine with a 0.2 μm mesh filter;
- ajouter 20g. L 1 de fructose ; - add 20g. L 1 of fructose;
- ajouter lOOmg de la souche de Kocuria sp. conservée sous forme liquide concentrée ; - add lOOmg of the strain of Kocuria sp. stored in concentrated liquid form;
- faire fermenter à 30°C sous agitation continue (environ 150 tours par minute) pendant 3 jours ; - ferment at 30°C with continuous stirring (about 150 revolutions per minute) for 3 days;
- la concentration finale en bactéries obtenue dans l'inoculum est de l'ordre de 106 UFC.mL 1. L'urine transformée obtenue présente les caractéristiques suivantes : - the final concentration of bacteria obtained in the inoculum is of the order of 10 6 CFU.mL 1 . The transformed urine obtained has the following characteristics:
- un pH égal à 8, - a pH equal to 8,
- une concentration en bactéries supérieure à 107 UFC.mL , - a concentration of bacteria greater than 10 7 CFU.mL,
- une concentration en sel inférieure à 0,1% en poids, - a salt concentration of less than 0.1% by weight,
- une concentration en azote inférieure à 0,1% en poids, - a nitrogen concentration of less than 0.1% by weight,
- un ratio NFU/N-total égal à 10%, - an NFU/N-total ratio equal to 10%,
- un ratio N-uréique/N-total égal à 60%, - an N-ureic/N-total ratio equal to 60%,
- un ratio C/N égal à 20. - a C/N ratio equal to 20.
Exemple 3 : Procédé de transformation d'une urine selon l'invention avec basification au NaOH, dilution, ajustement du pH et Rhizobium sp. Example 3: Process for transforming urine according to the invention with basification with NaOH, dilution, pH adjustment and Rhizobium sp.
Un exemple de procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes : An example of a method according to the invention comprises the following steps:
- déposer 0,6% en poids de lessive de soude à 30,5%, dans le fond du contenant en plastique (pour 100L de volume total urine + lessive de soude, ajouter 0,6L de lessive de soude à 30,5%) ; - place 0.6% by weight of 30.5% soda lye in the bottom of the plastic container (for 100L of total volume of urine + soda lye, add 0.6L of 30.5% soda lye );
- ajouter l'urine fraîche à pH initial (6,5 à 7) dans le contenant en plastique (pour 0,6L de lessive de soude déjà présente dans le contenant, compléter à 100L avec l'urine) ; - add fresh urine at initial pH (6.5 to 7) in the plastic container (for 0.6L of washing soda already present in the container, complete to 100L with urine);
- le mélange a un pH supérieur égal à 9,0, il peut être stocké dans ces conditions jusqu'à 6 mois dans un récipient en plastique hermétique, à température ambiante et à l'abri de la lumière ; - the mixture has a pH greater than 9.0, it can be stored under these conditions for up to 6 months in an airtight plastic container, at room temperature and protected from light;
- diluer l'urine basifiée (1 volume d'urine pour 9 volumes d'eau déminéralisée), - dilute the basified urine (1 volume of urine for 9 volumes of demineralised water),
- ajuster / stabiliser le pH avec ajout d'acide nitrique et de lessive de soude pour avoir un pH = 7 ;
- filtrer l'urine à pH 7 avec un filtre en nylon ou en matière plastique de maille 25pm ; - adjust / stabilize the pH with the addition of nitric acid and washing soda to have a pH = 7; - filter the urine at pH 7 with a nylon or plastic filter with a 25µm mesh;
- ajouter à l'urine diluée 15g. L 1 de saccharose, et ajouter 1 % en volume d'un inoculum de Rhizobium sp. (IL pour 100L d'urine diluée), à 30°C pendant 5 jours sous agitation continue (environ 150 tours par minute) ; - add to diluted urine 15g. L 1 of sucrose, and add 1% by volume of an inoculum of Rhizobium sp. (IL for 100L of diluted urine), at 30° C. for 5 days with continuous stirring (approximately 150 revolutions per minute);
- récupérer l'urine basifiée et transformée après récupération des coproduits et notamment du biofilm formé. - recover the basified and transformed urine after recovery of the co-products and in particular of the biofilm formed.
L'inoculum utilisé a été préalablement obtenu comme suit : The inoculum used was previously obtained as follows:
- basifier 10 L d'urine pour atteindre un pH supérieur ou égal à 9, par ajout 0,6% en poids de lessive de soude à 30,5% (60g de lessive de soude pour 10L) ; - basify 10 L of urine to reach a pH greater than or equal to 9, by adding 0.6% by weight of 30.5% washing soda (60g of washing soda for 10L);
- diluer l'urine (1 volume d'urine pour 9 volumes d'eau déminéralisée), - dilute the urine (1 volume of urine for 9 volumes of demineralised water),
- ajuster / stabiliser le pH avec ajout d'acide nitrique et de lessive de soude pour avoir un pH = 7 ; - adjust / stabilize the pH with the addition of nitric acid and washing soda to have a pH = 7;
- filtrer l'urine à pH 7 avec un filtre de maille 0,2pm ; - filter the urine at pH 7 with a 0.2 pm mesh filter;
- ajouter 15g. L 1 de saccharose ; - add 15g. L 1 of sucrose;
- ajouter lOOmg de la souche de Rhizobium sp. conservée sous forme liquide concentrée ;- add lOOmg of the strain of Rhizobium sp. stored in concentrated liquid form;
- faire fermenter à 30°C sous agitation continue (environ 150 tours par minute) pendant 3 jours ; - ferment at 30°C with continuous stirring (about 150 revolutions per minute) for 3 days;
- la concentration finale en bactéries obtenue dans l'inoculum est de l'ordre de 106 UFC.mL 1. L'urine transformée obtenue présente les caractéristiques suivantes : - the final concentration of bacteria obtained in the inoculum is of the order of 10 6 CFU.mL 1 . The transformed urine obtained has the following characteristics:
- un pH neutre à environ 7, - a neutral pH at around 7,
- une concentration en bactéries supérieure à 108 UFC.mL , - a concentration of bacteria greater than 10 8 CFU.mL,
- une concentration en sel inférieure à 0,1% en poids, - a salt concentration of less than 0.1% by weight,
- une concentration en azote inférieure à 0,1% en poids, - a nitrogen concentration of less than 0.1% by weight,
- un ratio NFU/N-total égal à 10%, - an NFU/N-total ratio equal to 10%,
- un ratio N-uréique/N-total égal à 60%, - an N-ureic/N-total ratio equal to 60%,
- un ratio C/N égal à 15. - a C/N ratio equal to 15.
Exemple 4 : Procédé de transformation d'une urine selon l'invention avec de l'acide lactique, dilution et Lactobacillus sp. Example 4: Process for transforming a urine according to the invention with lactic acid, dilution and Lactobacillus sp.
Un exemple de procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes :
- déposer 1% en poids d'acide lactique dans le fond du contenant en plastique (pour 100L d'urine, ajouter 1kg d'acide lactique, soit environ 0,83L) An example of a method according to the invention comprises the following steps: - place 1% by weight of lactic acid in the bottom of the plastic container (for 100L of urine, add 1kg of lactic acid, i.e. approximately 0.83L)
- ajouter l'urine à pH initial (6,5 à 7) dans le contenant en plastique (pour 0,83L d'acide lactique, compléter à 100L) ; - add urine at initial pH (6.5 to 7) in the plastic container (for 0.83L of lactic acid, complete to 100L);
- le mélange a un pH égal à 4,0, il peut être stocké dans ces conditions jusqu'à 6 mois dans un récipient en plastique hermétique, à température ambiante et à l'abri de la lumière ; - the mixture has a pH equal to 4.0, it can be stored under these conditions for up to 6 months in an airtight plastic container, at room temperature and protected from light;
- diluer l'urine acidifiée (1 volume d'urine pour 1 volume d'eau déminéralisée), - dilute the acidified urine (1 volume of urine for 1 volume of demineralized water),
- filtrer l'urine acidifiée avec un filtre en nylon ou en matière plastique de maille 25pm ;- filter the acidified urine with a nylon or plastic filter of 25µm mesh;
- ajouter à l'urine acidifiée et filtrée 1 % en volume d'un inoculum de Lactobacillus sp. (IL pour 100L d'urine acidifiée) et 25g. L 1 de saccharose (sucre blanc), à 34°C pendant 10 jours sous agitation continue (entre 50 et 100 tours par minute) ; - add to the acidified and filtered urine 1% by volume of an inoculum of Lactobacillus sp. (IL for 100L of acidified urine) and 25g. L 1 of sucrose (white sugar), at 34° C. for 10 days with continuous stirring (between 50 and 100 revolutions per minute);
- récupérer l'urine acidifiée et transformée après récupération des coproduits et notamment du biofilm formé. - recover the acidified and transformed urine after recovery of the co-products and in particular of the biofilm formed.
L'inoculum utilisé a été préalablement obtenu comme suit : The inoculum used was previously obtained as follows:
- acidifier 10 L d'urine pour atteindre un pH inférieur ou égal à 4, par ajout d'acide lactique à 1% en poids (100g d'acide pour 10L) , - acidify 10 L of urine to reach a pH lower than or equal to 4, by adding lactic acid at 1% by weight (100g of acid for 10L),
- diluer l'urine acidifiée (1 volume d'urine pour 1 volume d'eau déminéralisée), - dilute the acidified urine (1 volume of urine for 1 volume of demineralised water),
- filtrer l'urine acidifiée avec un filtre de maille 25pm ; - filter the acidified urine with a 25pm mesh filter;
- ajouter lOOmg de la souche de Lactobacillus sp. conservée sous forme liquide concentrée ;- add lOOmg of the strain of Lactobacillus sp. stored in concentrated liquid form;
- ajouter 25g. L 1 de saccharose (sucre blanc) ; - add 25g. L 1 of sucrose (white sugar);
- faire fermenter à 30°C pendant 5 jours ; - ferment at 30°C for 5 days;
- la concentration finale en bactéries obtenue est de l'ordre de 106 UFC.mL 1. - the final concentration of bacteria obtained is of the order of 10 6 CFU.mL 1 .
L'urine acidifiée et transformée obtenue présente les caractéristiques suivantes : The acidified and processed urine obtained has the following characteristics:
- un pH inférieur ou égal à 5, - a pH less than or equal to 5,
- une concentration en Lactobacillus sp. de 106 à 107 UFC.mL , - a concentration of Lactobacillus sp. from 10 6 to 10 7 CFU.mL ,
- une concentration en sel inférieure à 0,15% en poids, - a salt concentration of less than 0.15% by weight,
- une concentration en azote inférieure à 0,5% en poids. - a nitrogen concentration of less than 0.5% by weight.
- un ratio NFU/N-total égal à 10%, - an NFU/N-total ratio equal to 10%,
-un ratio N-uréique/N-total égal à 60%, -an N-ureic/N-total ratio equal to 60%,
- un ratio C/N égal à 3.
Résultats d'essais - a C/N ratio equal to 3. Test results
Evaluation de facteurs dilution sur des urines Evaluation of dilution factors on urine
Le but de cet essai est d'évaluer l'effet de la dilution sur le pH d'urines fraîches. The purpose of this test is to evaluate the effect of dilution on the pH of fresh urine.
L'essai a été réalisé sur IL d'urine fraîche ayant moins de 2 heures de stockage, ou d'urine stockée pendant 5 jours, ou d'urine acidifiée avec de l'acide lactique (1% en poids), ou d'urine basifiée avec de la lessive de soude (0,6% en poids). The test was carried out on IL of fresh urine having less than 2 hours of storage, or of urine stored for 5 days, or of urine acidified with lactic acid (1% by weight), or of urine basified with washing soda (0.6% by weight).
Une gamme de facteurs de dilution avec de l'eau déminéralisée a été testée, entre 1/2 et 1/20 A range of dilution factors with deionized water have been tested, between 1/2 and 1/20
Les résultats sont présentés sur la Figure la, lb, 2a et 2b et dans le tableau ci-dessous.The results are shown in Figure 1a, 1b, 2a and 2b and in the table below.
[Tableau 1]
[Table 1]
On constate que la di ution permet d'atteindre un pH neutre pour l'urine fraîche. Les effets de la dilution sur le pH de l'urine stockée, acidifiée et basifiée n'entraînent en moyenne qu'une différence de 1 à 2 points de pH. It is noted that the di ution makes it possible to reach a neutral pH for fresh urine. The effects of dilution on the pH of stored, acidified and basified urine result in only a difference of 1 to 2 pH points on average.
Exemple 4 : Mesure de la capacité de croissance de Ensifer meliloti dans de l'urine diluée. Objectifs Example 4: Measurement of the growth capacity of Ensifer meliloti in dilute urine. Goals
- Évaluer la capacité de l'espèce bactérienne Ensifer meliloti (connue pour être en symbiose avec les légumineuses, en particulier la luzerne, en formant des nodules sur les racines et facilitant ainsi la fixation d'azote par la plante) à se développer sur urine. - Assess the ability of the bacterial species Ensifer meliloti (known to be in symbiosis with legumes, in particular alfalfa, by forming nodules on the roots and thus facilitating nitrogen fixation by the plant) to develop on urine .
- Caractériser un milieu de culture optimal à base d'urine humaine permettant la meilleure croissance de E. meliloti. - Characterize an optimal culture medium based on human urine allowing the best growth of E. meliloti.
Principe du test
Le principe de ce test se base sur une comparaison de la croissance bactérienne de plusieurs cultures de E. meliloti selon différentes modalités (urine pure, urine diluée au 1/2 et urine diluée au 1/5) afin de déterminer le niveau de dilution idéal pour la croissance de la bactérie. Principle of the test The principle of this test is based on a comparison of the bacterial growth of several cultures of E. meliloti according to different modalities (pure urine, urine diluted to 1/2 and urine diluted to 1/5) in order to determine the ideal level of dilution for the growth of the bacteria.
Matériel et méthodes Material and methods
Souche utilisée Strain used
La souche de Ensifer meliloti est utilisée. The Ensifer meliloti strain is used.
Détermination des conditions de culture Determination of culture conditions
Le choix des conditions de croissance de E. meliloti a été réalisé en se basant sur une comparaison des concentrations d'azote (N), de phosphore (P) et de potassium (K) présents dans le milieu de culture de référence (milieu de Wright) et ceux présents dans l'urine. The choice of growth conditions for E. meliloti was made based on a comparison of the concentrations of nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K) present in the reference culture medium (medium of Wright) and those present in urine.
Dans un premier temps, la concentration en azote du milieu de référence choisi est nulle contrairement au milieu à base d'urine qui contient 5 g/L de cet élément. En ce qui concerne le phosphore, la concentration présente dans l'urine est de 0,5 g/L ce qui est supérieur à celle du milieu de référence qui est de 0,09 g/L. De même, la concentration en potassium est plus élevée dans l'urine que dans le milieu de référence de respectivement 1,5 g/L et 0,22 g/L. On peut donc conclure que l'urine est plus riche en azote, phosphore et potassium que le milieu de culture de référence. Se basant sur ces éléments, on peut supposer que le niveau de dilution optimale pour la croissance de B. meliloti est de 1/5. Cependant, des essais ont été effectuées sur trois milieux de culture différents : urine pure, urine diluée au 1/2 et urine diluée au 1/5 afin de vérifier l'hypothèse. Initially, the nitrogen concentration of the chosen reference medium is zero, unlike the urine-based medium which contains 5 g/L of this element. With regard to phosphorus, the concentration present in the urine is 0.5 g/L which is higher than that of the reference medium which is 0.09 g/L. Similarly, the potassium concentration is higher in the urine than in the reference medium by 1.5 g/L and 0.22 g/L respectively. It can therefore be concluded that urine is richer in nitrogen, phosphorus and potassium than the reference culture medium. Based on these elements, we can assume that the optimal dilution level for the growth of B. meliloti is 1/5. However, tests were carried out on three different culture media: pure urine, urine diluted to 1/2 and urine diluted to 1/5 in order to verify the hypothesis.
Au niveau des substrats carbonés, le saccharose est le sucre essentiellement présent dans la plupart des milieux de culture utilisés pour la croissance de E. meliloti (Shamala, 2006). Dans un objectif de croissance optimale de la bactérie, toutes les cultures ont été réalisées en utilisant uniquement le saccharose comme substrat carboné et à une concentration de 10 g/L. Suivant la même réflexion, le pH a été fixé à 7 et la température à 34°C pour une fermentation en condition d'aérobie. At the level of carbonaceous substrates, sucrose is the sugar essentially present in most culture media used for the growth of E. meliloti (Shamala, 2006). In an objective of optimal growth of the bacterium, all the cultures were carried out using only sucrose as carbonaceous substrate and at a concentration of 10 g/L. Following the same reflection, the pH was set at 7 and the temperature at 34°C for fermentation under aerobic conditions.
Croissance sur différents milieux de culture Growth on different culture media
Pour stériliser l'urine utilisée dans ce test, une filtration préalable a été réalisée à 0,2 pm et le pH été mesuré et ajusté à 7 par ajout de soude (NaOH 30%). To sterilize the urine used in this test, prior filtration was carried out at 0.2 μm and the pH was measured and adjusted to 7 by adding sodium hydroxide (NaOH 30%).
Dans un premier temps une pré-culture a été réalisée à partir de colonies issues du tube de gélose fournit par l'INRAE. Les colonies ont été inoculées dans un erlenmeyer de 250 mL contenant un volume de 100 mL du milieu de culture Rhizobium (10,0g mannitol, 0,5g hydrogénophosphate de potassium, 0,2g sulfate de magnésium, 0,1g NaCI, 1,0g extrait de levure). Cette pré-culture a permis de revivifier les cellules et d'obtenir une culture liquide
très concentrée en bactéries. Après 2 jours d'incubation à 34°C, la densité optique de la pré culture a été mesurée et le taux d'inoculation est calculé puis ajusté afin de garantir une densité optique de 0,05 dans toutes les cultures. Trois réplicas ont été réalisés pour chaque modalité (non dilué, dilué au demie et dilué au 5ème). Initially, a pre-culture was carried out using colonies from the agar tube provided by INRAE. Colonies were inoculated into a 250 mL Erlenmeyer flask containing 100 mL of Rhizobium culture medium (10.0g mannitol, 0.5g potassium hydrogen phosphate, 0.2g magnesium sulfate, 0.1g NaCl, 1.0g yeast extract). This pre-culture made it possible to revitalize the cells and obtain a liquid culture highly concentrated in bacteria. After 2 days of incubation at 34° C., the optical density of the preculture was measured and the inoculation rate is calculated and then adjusted in order to guarantee an optical density of 0.05 in all the cultures. Three replicas were made for each modality (undiluted, diluted to half and diluted to 5th).
Ces dernières ont été réalisée dans des volumes de culture de lOOmL contenu dans des erlenmeyers de 250 mL et incubées à 34°C sous agitation (350 rpm) pendant une période de 6 jours. E. meliloti étant une bactérie aérobie, les erlenmeyers contenant les cultures ont été bouchés avec du coton afin de laisser faire les échanges de gaz. The latter were carried out in culture volumes of 100 mL contained in 250 mL Erlenmeyer flasks and incubated at 34° C. with stirring (350 rpm) for a period of 6 days. Since E. meliloti is an aerobic bacterium, the Erlenmeyer flasks containing the cultures were plugged with cotton to allow gas exchange.
Comptage des bactéries Bacteria count
Le dénombrement des bactéries cultivables ou UFC (unité formant colonie), a été réalisé par comptage des colonies. Pour cela, des dilutions décimales de la culture à analyser sont réalisées et déposées (en gouttes de 10 pL) sur boîte de milieu gélosé « Rhizobium ». Les boîtes sont incubées à température ambiante pendant quelques jours jusqu'à l'obtention des colonies suffisamment visible pour les dénombrer. The counting of cultivable bacteria or CFU (colony forming unit) was carried out by counting the colonies. For this, decimal dilutions of the culture to be analyzed are made and deposited (in 10 pL drops) on a box of “Rhizobium” agar medium. The dishes are incubated at room temperature for a few days until the colonies are sufficiently visible to count them.
Analyse statistique Statistical analysis
Afin de savoir si les différences obtenues entre les cultures sont significatives un test statistique a été réalisé. Les données quantitatives continues et indépendantes ne suivent pas la loi normale. Etant donné que 3 groupes ont été étudiés, c'est le test de Kruskal-Wallis qui a été choisi pour étudier la significativité de la différence entre les résultats. Cette différence est considérée comme significative lorsque p-value < 0,05 In order to know if the differences obtained between the cultures are significant, a statistical test was carried out. Continuous and independent quantitative data do not follow the normal distribution. Given that 3 groups were studied, the Kruskal-Wallis test was chosen to study the significance of the difference between the results. This difference is considered significant when p-value < 0.05
Résultats obtenus Results obtained
Les résultats de la croissance de E. meliloti sur urine pure, urine diluée au 1/2 et urine diluée au 1/5 sont présentés dans la figure 3. Pour chaque modalité, les valeurs correspondent à la moyenne de 3 différents comptages effectués sur chaque répliqua et les barres d'erreurs correspondent aux écarts types de ces moyennes. The results of the growth of E. meliloti on pure urine, urine diluted to 1/2 and urine diluted to 1/5 are presented in Figure 3. For each modality, the values correspond to the average of 3 different counts carried out on each replicated and the error bars correspond to the standard deviations of these means.
Les résultats de croissance montrent qu'après 96h de culture, on observe une différence significative de la concentration bactérienne entre l'urine pure et l'urine diluée au 1/5. La concentration bactérienne reste stable jusqu'à 168h dans l'urine diluée au 1/5. The growth results show that after 96 h of culture, a significant difference in the bacterial concentration is observed between pure urine and urine diluted to 1/5. The bacterial concentration remains stable for up to 168 hours in urine diluted to 1/5.
Etant donné que le taux d'inoculation a été ajusté à une concentration initiale de 2 c 106 UFC/mL, ces résultats indiquent pour la première fois que l'espèce E. meliloti est capable de croître sur urine. Given that the inoculation rate was adjusted to an initial concentration of 2 c 10 6 CFU/mL, these results indicate for the first time that the species E. meliloti is able to grow on urine.
Conclusion Conclusion
Pour conclure, cet essai a permis de :
- Mettre en évidence, pour la première fois, la capacité de la souche bactérienne Ensifer meliloti à se développer dans un milieu de culture à base d'urine. In conclusion, this test made it possible to: - Demonstrate, for the first time, the ability of the bacterial strain Ensifer meliloti to develop in a urine-based culture medium.
- Définir, parmi les modalités testées, le milieu urine diluée au 1/5 pour son intérêt dans la culture de la souche bactérienne de l'espèce Ensifer meliloti - Define, among the methods tested, the urine medium diluted to 1/5 for its interest in the culture of the bacterial strain of the species Ensifer meliloti
Exemple 5 : Mesure de l'efficacité de l'invention utilisé en inoculation de semence sur sojaExample 5: Measurement of the effectiveness of the invention used in seed inoculation on soybeans
L'objectif de ce test est d'évaluer l'efficacité d'une urine transformée selon l'invention comprenant des bactéries symbiotiques fixatrices d'azote sur des plants de soja. The objective of this test is to evaluate the effectiveness of a urine transformed according to the invention comprising symbiotic nitrogen-fixing bacteria on soybean plants.
Principe du test Principle of the test
Le principe de ce test se base sur une comparaison de la croissance des plantes de soja en plein champ selon différentes modalités d'inoculation avec des produits commerciaux contenant la bactérie Bradyrhizobium japonicum (FORCE 48, RHIZOFLO) et le produit selon l'invention (noté « RHIZOPI » sur les figures). The principle of this test is based on a comparison of the growth of soybean plants in the open field according to different inoculation methods with commercial products containing the bacterium Bradyrhizobium japonicum (FORCE 48, RHIZOFLO) and the product according to the invention (noted “RHIZOPI” in the figures).
Le produit selon l'invention est utilisé à différentes doses (400mL/ha ou 5L/ha), avec ou sans adhésif afin de déterminer le mode d'application le plus efficace. The product according to the invention is used at different doses (400mL/ha or 5L/ha), with or without adhesive in order to determine the most effective mode of application.
Matériel et méthodes Material and methods
Préparation du produit selon l'invention (« RHIZOPI ») Preparation of the product according to the invention ("RHIZOPI")
Une souche de Bradyrhizbioum japonicum est utilisée. A strain of Bradyrhizbioum japonicum is used.
Le milieu de culture utilisé pour faire croître cette souche est de l'urine préalablement diluée au 1/2 avec de l'eau distillée stabilisée par acidification à pH 3.5 (à l'aide d'acide lactique) filtré à 0.2pm puis ajusté à pH 7 a l'aide de l'ajout de NaOH 30%. On ajoute ensuite du mannitol comme substrat carboné à une concentration de 30g/L. La culture a été réalisée dans un flacon Schott de 100 mL, le milieu urine a été ensemencé à 1% avec une culture de B. japonicum sur YMB en phase stationnaire. Les cultures ont ensuite été misent sous agitation (150 rpm) et incubées à 34°C pendant une période de 14 jours. The culture medium used to grow this strain is urine previously diluted to 1/2 with distilled water stabilized by acidification at pH 3.5 (using lactic acid) filtered at 0.2 pm then adjusted to pH 7 with the addition of 30% NaOH. Mannitol is then added as a carbonaceous substrate at a concentration of 30 g/L. The culture was carried out in a 100 mL Schott flask, the urine medium was inoculated at 1% with a culture of B. japonicum on YMB in stationary phase. The cultures were then shaken (150 rpm) and incubated at 34°C for a period of 14 days.
Un adhésif connu de l'homme du métier pour les semences de soja a été ajouté à l'urine. Un adhésif est également présent dans les produits du commerce testés dans cet essai (RHIZOFLO et FORCE 48). An adhesive known to those skilled in the art for soybeans was added to the urine. An adhesive is also present in the commercial products tested in this test (RHIZOFLO and FORCE 48).
Description de l'essai Description of the trial
L'essai est réalisé en plein champ, dans la commune de CASTETIS (64300). La parcelle choisie possède un sol de limons sablo argileux possédant un pH acide (pH = 6,2) et n'a jamais été emblavée en soja afin d'éviter toute présence dans le sol de B. japonicum issu de précédentes cultures. La variété de soja utilisée est la variété KONTROLL. L'essai est mené en microparcelles en blocs randomisés de Fisher à 4 répétitions.
[Tableau 2]
The test is carried out in the open field, in the town of CASTETIS (64300). The chosen plot has sandy clay loam soil with an acid pH (pH = 6.2) and has never been sown with soybeans in order to avoid any presence in the soil of B. japonicum from previous crops. The soybean variety used is the KONTROLL variety. The trial is conducted in microplots in randomized Fisher blocks with 4 repetitions. [Table 2]
Paramètres mesurés Parameters measured
Les paramètres mesurés visent à estimer l'impact du type d'inoculation sur la nodulation des plantes, et donc sur leur croissance, leur vigueur, leur nutrition et leur productivité. Les mesures réalisées sont les suivantes : The parameters measured aim to estimate the impact of the type of inoculation on plant nodulation, and therefore on their growth, vigor, nutrition and productivity. The measures taken are as follows:
- Densité de levée - Lifting density
- Vigueur aux stades 3-4 feuilles (BBCH 13) et 1ères gousses (BBCH 65) - Vigor at the 3-4 leaf (BBCH 13) and 1st pod (BBCH 65) stages
- Nombre de nodosités par plantes aux stades BBCH 13 et 65 - Maladies - Number of nodules per plant at BBCH stages 13 and 65 - Diseases
- Date de floraison - Flowering date
- Hauteur 1ère gousse - 1st pod height
- Nombre de gousse par plante -Teneur en protéine Analyse statistique - Number of pods per plant - Protein content Statistical analysis
Les analyses statistiques ont été réalisées à l'aide des logiciels R et R Studio. Afin de savoir si les différences obtenues entre les modalités sont significatives (p-value < 0,05), des tests d'analyse de variance de type ANOVA à 1 facteur (Modalité) ont été effectués pour chaque paramètre mesuré au cours de l'essai. En amont des ANOVA, les différents jeux de données obtenus ont été utilisés afin d'évaluer leur caractère paramétrique ou non paramétrique. Pour les données paramétriques, une ANOVA a été réalisée, potentiellement suivie d'un test post-hoc de comparaison multiples afin de visualiser les groupes statistiquement différents les uns des autres. Pour cela, le test HSD (Honestly Significant Différences) de Tuckey est utilisé. Pour les données non paramétriques, les différences significatives entre modalités ont
été évaluées à l'aide d'un test de Kruskal-Wallis, potentiellement suivi d'un test post-hoc de Dunn. Tous les seuils de risque ont été définis à a = 0,05. Statistical analyzes were performed using R and R Studio software. In order to know if the differences obtained between the modalities are significant (p-value < 0.05), 1-factor ANOVA type analysis of variance tests (Modality) were carried out for each parameter measured during the test. Prior to the ANOVAs, the different data sets obtained were used to assess their parametric or non-parametric character. For the parametric data, an ANOVA was performed, potentially followed by a multiple comparison post-hoc test to visualize groups that were statistically different from each other. For this, Tuckey's HSD (Honestly Significant Differences) test is used. For the nonparametric data, the significant differences between modalities have were assessed using a Kruskal-Wallis test, potentially followed by Dunn's post-hoc test. All risk thresholds were set at a = 0.05.
Résultats obtenus Results obtained
Composantes de rendement : Les résultats concernant les composantes de rendement sont présentés dans les Figures 4a et 4b. Quel que soit le paramètre considéré, on observe que les modalités inoculées avec les produits commerciaux et celles inoculées avec l'invention appartiennent au même groupe significatif et obtiennent des valeurs significativement plus élevées que le témoin non inoculé.Components of performance: The results for the components of performance are presented in Figures 4a and 4b. Whatever the parameter considered, it is observed that the modalities inoculated with the commercial products and those inoculated with the invention belong to the same significant group and obtain significantly higher values than the non-inoculated control.
Rendement : Les résultats de rendement présentés dans la Figure 5 montrent que les modalités inoculées selon l'invention appartiennent au même groupe significatif que les modalités de référence (FORCE 48 et RHIZOFLO). Yield: The yield results presented in Figure 5 show that the modalities inoculated according to the invention belong to the same significant group as the reference modalities (FORCE 48 and RHIZOFLO).
Humidité et PMG : Humidity and PMG:
L'ensemble des modalités appartiennent au même groupe significatif en ce qui concerne l'humidité des grains et le PMG. L'inoculation ne semble donc pas avoir d'effet sur ces paramètres. All the modalities belong to the same significant group with respect to grain moisture and PMG. Inoculation therefore does not seem to have any effect on these parameters.
Conclusion Conclusion
Pour conclure, cette analyse a permis de montrer : In conclusion, this analysis has shown:
L'influence positive de l'inoculation selon l'invention sur le nombre de nodosités, la date de défoliation, la verse, les composantes de rendement et le rendement. The positive influence of the inoculation according to the invention on the number of nodules, the date of defoliation, lodging, yield components and yield.
L'urine transformée selon l'invention permet d'obtenir des résultats similaires à ceux de la modalité FORCE 48.
The urine transformed according to the invention makes it possible to obtain results similar to those of the FORCE 48 modality.
Claims
[Revendication 1] [Procédé de traitement de l'urine humaine ou animale caractérisé en ce qu'il comprend au moins : [Claim 1] [Process for treating human or animal urine characterized in that it comprises at least:
- une étape de dilution de l'urine dans l'eau, et - a step of diluting the urine in water, and
- une étape de fermentation. - a fermentation step.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : [Claim 2] Process according to claim 1, characterized in that it comprises at least the following steps:
- basification ou acidification de l'urine, - basification or acidification of urine,
- dilution de l'urine dans l'eau, - dilution of urine in water,
- filtration de l'urine, - transformation de l'urine par fermentation. - filtration of urine, - transformation of urine by fermentation.
[Revendication 3] Procédé selon l'une des précédentes revendication, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de basification de l'urine de façon à ce que l'urine présente un pH supérieur ou égal à 9. [Claim 3] Method according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a step of basifying the urine so that the urine has a pH greater than or equal to 9.
[Revendication 4] Procédé selon la précédente revendication, caractérisé en ce que l'étape de basification de l'urine est réalisée de façon à ce que l'urine présente un pH supérieur ou égal à 10. [Claim 4] Process according to the preceding claim, characterized in that the step of basifying the urine is carried out so that the urine has a pH greater than or equal to 10.
[Revendication 5] Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'étape de basification est réalisée en ajoutant à l'urine au moins une base choisie parmi l'hydroxyde de calcium, l'hydroxyde de potassium, l'hydroxyde de sodium et leurs mélanges. [Claim 5] Process according to one of Claims 2 to 4, characterized in that the basification step is carried out by adding to the urine at least one base chosen from calcium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide and mixtures thereof.
[Revendication 6] Procédé selon l'une revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la base est ajoutée à une concentration comprise entre 0,1 et 10% en poids du poids total du mélange urine et base. [Claim 6] Process according to one of Claims 2 to 5, characterized in that the base is added at a concentration of between 0.1 and 10% by weight of the total weight of the urine and base mixture.
[Revendication 7] Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'acidification de l'urine à un pH inférieur ou égal à 6. [Claim 7] Method according to one of Claims 1 or 2, characterized in that it comprises a step of acidifying the urine to a pH of less than or equal to 6.
[Revendication 8] Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étape d'acidification est réalisée en ajoutant à l'urine au moins un acide choisi parmi l'acide sulfurique, l'acide acétique, l'acide chlorhydrique, l'acide phosphorique, l'acide nitrique, l'acide lactique et leurs mélanges.
[Claim 8] Process according to Claim 7, characterized in that the acidification stage is carried out by adding to the urine at least one acid chosen from sulfuric acid, acetic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, lactic acid and mixtures thereof.
[Revendication 9] Procédé selon l'une revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'acide est ajoutée à une concentration comprise entre 0,1 et 10% en poids du poids total du mélange urine et acide. [Claim 9] Process according to one of Claims 7 or 8, characterized in that the acid is added at a concentration of between 0.1 and 10% by weight of the total weight of the urine and acid mixture.
[Revendication 10] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre sur de l'urine récoltée depuis moins de 10 heures. [Claim 10] Method according to one of the preceding claims, characterized in that it is implemented on urine collected for less than 10 hours.
[Revendication 11] Procédé selon l'une revendications 2 à 10, caractérisé en ce que l'étape de basification ou acidification est réalisée par ajout d'au moins une base ou d'au moins un acide dans le contenant dans lequel les urines sont réceptionnées, en amont de la réception des urines. [Claim 11] Method according to one of Claims 2 to 10, characterized in that the step of basifying or acidifying is carried out by adding at least one base or at least one acid to the container in which the urine is received, upstream of the reception of urine.
[Revendication 12] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'étape de basification ou d'acidification est réalisée en ajoutant à l'urine au moins un mélange de micro-organismes en milieu basique ou au moins un mélange de micro-organismes en milieu acide, de telle sorte que la basification ou l'acidification est associée à une inoculation de micro organismes. [Claim 12] Process according to one of the preceding claims, characterized in that the step of basifying or acidifying is carried out by adding to the urine at least one mixture of microorganisms in a basic medium or at least one mixture of micro-organisms in an acid medium, such that basification or acidification is associated with an inoculation of micro-organisms.
[Revendication 13] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'ajustement du pH par ajout d'au moins une base et/ou d'au moins un acide. [Claim 13] Method according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a step of adjusting the pH by adding at least one base and/or at least one acid.
[Revendication 14] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que le pH de l'urine avant et/ou pendant transformation par fermentation est ajusté pour être adapté à la croissance des micro-organismes utilisés pour la fermentation de l'urine. [Claim 14] Process according to one of the preceding claims, characterized in that the pH of the urine before and/or during transformation by fermentation is adjusted to be adapted to the growth of the microorganisms used for the fermentation of the urine.
[Revendication 15] Procédé selon l'une des revendications 2 à 14, caractérisé en ce que la filtration est réalisée sur un filtre de mailles comprises entre 0,1 et 80pm. [Claim 15] Process according to one of Claims 2 to 14, characterized in that the filtration is carried out on a filter with a mesh size between 0.1 and 80 μm.
[Revendication 16] Procédé selon l'une des revendications 2 à 15, caractérisé en ce que la filtration est réalisée sur un filtre absorbant des composés organiques.[Claim 16] Process according to one of Claims 2 to 15, characterized in that the filtration is carried out on a filter absorbing organic compounds.
[Revendication 17] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'étape de fermentation consiste à ajouter dans l'urine au moins une source de carbone et au moins un inoculum de micro-organismes. [Claim 17] Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fermentation step consists in adding to the urine at least one carbon source and at least one inoculum of microorganisms.
[Revendication 18] Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'inoculum bactérien est ajouté à raison de 0,1 à 10% en volume par rapport au volume du mélange d'urine et de la source de carbone. [Claim 18] Process according to claim 17, characterized in that the bacterial inoculum is added at a rate of 0.1 to 10% by volume relative to the volume of the mixture of urine and the carbon source.
[Revendication 19] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que la fermentation est réalisée avec au moins une bactérie choisie parmi les
bactéries de la famille des Bradyrhizobiaceae, Rhizobiaceae, Phyllobacteriaceae, Bacillaceae, Paenibacillaceae, Rhodospirillaceae, Corynebacteriaceae, Frankiaceae, Burkholderiaceae, Flavobactericeae, Pseudomonaceae, Micrococcaceae, Xanthomonadaceae, Lactobacillaceae, Streptococcaceae, Enterococcaceae, Leuconostocaceae,[Claim 19] Process according to one of the preceding claims, characterized in that the fermentation is carried out with at least one bacterium chosen from bacteria from the family Bradyrhizobiaceae, Rhizobiaceae, Phyllobacteriaceae, Bacillaceae, Paenibacillaceae, Rhodospirillaceae, Corynebacteriaceae, Frankiaceae, Burkholderiaceae, Flavobactericeae, Pseudomonaceae, Micrococcaceae, Xanthomonadaceae, Lactobacillaceae, Streptococcaceae, Enterococcaceae, Leuconostocaceae,
Bifidobacteriaceae, et leurs mélanges. Bifidobacteriaceae, and mixtures thereof.
[Revendication 20] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'étape de dilution de l'urine dans l'eau est réalisée avec un facteur compris entre 1/2 et 1/20. [Claim 20] Method according to one of the preceding claims, characterized in that the step of diluting the urine in water is carried out with a factor of between 1/2 and 1/20.
[Revendication 21] Urine transformée, susceptible d'être obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 20, caractérisée en ce qu'elle présente les caractéristiques suivantes : [Claim 21] Transformed urine, capable of being obtained by implementing the method according to one of Claims 1 to 20, characterized in that it has the following characteristics:
- une concentration en micro-organismes, préférentiellement en bactéries, d'au moins 106 UFC.mL 1, - a concentration of micro-organisms, preferably bacteria, of at least 10 6 CFU.mL 1 ,
- une concentration en sel inférieure à 0,15 % en poids de sel par rapport au volume d'urine transformée, - a salt concentration of less than 0.15% by weight of salt relative to the volume of urine transformed,
-une concentration en azote inférieure à 0,5% en poids en poids d'azote par rapport au volume d'urine transformée. -a nitrogen concentration of less than 0.5% by weight by weight of nitrogen relative to the volume of urine transformed.
[Revendication 22] Urine transformée selon la revendication 21, caractérisée en ce qu'elle présente également au moins l'une des caractéristiques suivantes : [Claim 22] Transformed urine according to claim 21, characterized in that it also has at least one of the following characteristics:
- un taux de matière sèche supérieur ou égal à 1%, - a dry matter content greater than or equal to 1%,
- un ratio NFU/N-total inférieur ou égal à 30%, - an NFU/N-total ratio less than or equal to 30%,
- un ratio N-uréique/N-total supérieur ou égal à 50%, - an N-ureic/N-total ratio greater than or equal to 50%,
- un ratio C/N supérieur ou égal à 2. - a C/N ratio greater than or equal to 2.
[Revendication 23] Urine transformée selon l'une des revendications 21 ou 22, caractérisée en ce qu'elle se présente sous forme liquide ou sous forme solide. [Claim 23] Processed urine according to one of Claims 21 or 22, characterized in that it is in liquid form or in solid form.
[Revendication 24] Fertilisant comprenant au moins une urine transformée selon l'une des revendications 21 à 23. [Claim 24] Fertilizer comprising at least one transformed urine according to one of Claims 21 to 23.
[Revendication 25] Utilisation d'une urine transformée selon l'une des revendications 21 à 23, comme matière fertilisante. [Claim 25] Use of a transformed urine according to one of Claims 21 to 23, as fertilizing material.
[Revendication 26] Utilisation d'une urine transformée selon l'une des revendications 21 à 23, pour la stimulation de la croissance des plantes.
[Claim 26] Use of a transformed urine according to one of Claims 21 to 23, for the stimulation of plant growth.
[Revendication 27] Utilisation selon l'une des revendications 25 ou 26, caractérisée en ce que l'urine transformée est diluée dans l'eau à raison de 1 à 50mL d'urine transformée liquide par litre d'eau. [Claim 27] Use according to one of Claims 25 or 26, characterized in that the transformed urine is diluted in water at the rate of 1 to 50 mL of liquid transformed urine per liter of water.
[Revendication 28] Utilisation de co-produits obtenus au cours de l'étape de fermentation lors de la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 20, comme matière fertilisante, produit phytosanitaire, produit de biocontrôle.
[Claim 28] Use of co-products obtained during the fermentation step during the implementation of a method according to one of claims 1 to 20, as fertilizing material, phytosanitary product, biocontrol product.
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