ES2816298A1 - Abono orgánico libre de olores molestos a base de purines - Google Patents
Abono orgánico libre de olores molestos a base de purines Download PDFInfo
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Abstract
La presente invención se refiere a un abono orgánico, es decir, libre de productos artificiales, producido a partir de purines porcinos, los cuales se mezclan directamente en unas proporciones determinadas con fibras de origen vegetal molidas de palma aceitera (Elaeis guineensis) o similares, es decir de palmiste molido, para absorber humedad excesiva y aportar una textura adecuada y con sustratos fósiles marinos (diatomita), que aportan nutrientes minerales y funciona también como producto adsorbente y retenedor de líquidos. Además, opcionalmente, el fertilizante comprende aminoácidos de origen animal (hidrolizados de proteína) e hidratos de carbono (melazas), como aporte de nutrientes y dióxido de silicio, o sílice, como producto que ayuda a retener la humedad. El fertilizante final es un producto sólido secado para obtener un 10% de humedad y que está libre de olores fecales y amoniacales e incluso desprende olor "agradable".
Description
Abono orgánico libre de olores molestos a base de purines
Campo técnico de la invención
La presente invención pertenece al campo técnico de la agricultura, en particular de los materiales usados como fertilizantes o abonos de origen animal. Más particularmente, se refiere a una composición que es un abono orgánico, es decir, libre de compuestos sintéticos o artificiales, y con una composición mayoritaria en purines, y que está libre de olores molestos, como son los olores fecales y amoniacales típicos de los purines, es decir de los excrementos y micciones de origen porcino, respectivamente.
Antecedentes de la invención
Los purines del ganado porcino son residuos orgánicos con un elevado impacto medioambiental. En su composición se encuentran todos los elementos minerales necesarios para la nutrición de las plantas, con lo que la utilización de los purines como abono es muy conveniente porque implica que no es necesario un aporte adicional de otros elementos segundarios, como son azufre, calcio, magnesio, hierro cobre, etc.
El purín de cerdos se encuentra en forma fluida con materias en suspensión, que precipitan para formar estratos. Al verter una muestra de purines en una cubeta de sedimentación 10 se producen, tras un periodo de reposo, tres capas diferenciadas (Ver figura 1):
1. Una capa de material sedimentado en el fondo 12.
2. Una fracción liquida en el centro 14.
3. Una costra superior formada por material celulósico 16.
Los purines porcinos son extremadamente ricos de nitrógeno y cuando un terreno es deficitario en nitrógeno, es necesario su aporte en la justa medida, para la correcta fertilización. Por contrario y por su naturaleza fluida, existe el riego de un aporte excesivo e incontrolado, es decir una sobredosificación, que ocasiona pérdidas de
producción y se provocan afecciones medioambientales, tales como olores molestos y proliferación de insectos.
Cuando los purines se vierten directamente al terreno, el nitrógeno amoniacal, derivado de la urea de la orina, produce emisiones a la atmosfera y el que se incorpora en el suelo, se transforma en forma nítrica (NO 3 ), en estado líquido, siendo susceptible de ser absorbido por los cultivos, así como de ser lavado, provocando filtraciones y lixiviados que contribuyen a fomentar la contaminación medioambiental.
Descripción resumida de la invención
Un primer aspecto de la presente invención aporta un abono orgánico, es decir, libre de productos artificiales, producido a partir de purines porcinos, los cuales se mezclan directamente en unas proporciones determinadas con fibras de origen vegetal molidas de palma aceitera (Elaeis guineensis) o similares, es decir de palmiste molido, para absorber humedad excesiva y aportar una textura adecuada y sustratos fósiles marinos, que aportan nutrientes minerales y funciona también como producto adsorbente. Además, opcionalmente, el fertilizante comprende aminoácidos de origen animal (hidrolizados de proteína) e hidratos de carbono (melazas), como aporte de nutrientes y dióxido de silicio, o sílice, como producto que ayuda a retener la humedad. El fertilizante final es un producto sólido con un 10 % de humedad y que desprende olor “agradable”.
La composición del abono orgánico es de alrededor de 40 % en peso de purines porcinos, 30 % o más en peso de molturado de material vegetal; y 18 % o más en peso de tierra de diatomeas o diatomita de baja densidad y un contenido de humedad total del 10 % aproximadamente.
Preferiblemente, el material vegetal comprende mayoritariamente palmiste.
El palmiste es el residuo generado del prensado del hueso o semilla del fruto de la palma para obtener aceites. En inglés es conocido como “palm kernel cake” y es un residuo rico en fibra y proteínas, por lo que es comúnmente utilizado como alimento del ganado vacuno. Además, es rico en elementos esenciales como fósforo, hierro, manganeso y zinc y podría ser muy adecuado para aportar nutrientes a las plantas, además de conseguir que el abono orgánico sea capaz de neutralizar olores fecales
y amoniacales, debido a su gran contenido en fibra. Adicionalmente, tiene un coste reducido.
La tierra de diatomeas o diatomita de baja densidad es un material derivado de rocas sedimentarias silíceas de los fondos marinos de origen fósil. La diatomita tiene una gran porosidad y una densidad muy baja, el tamaño de las partículas van desde 3 |im hasta 1 mm, típicamente de 10 a 200 |im.
La tierra de diatomeas proviene de diatomeas (algas microscópicas unicelulares) fosilizadas en los fondos marinos o en grandes lagos, y su composición química viene a ser de aproximadamente 80 a 90 % de sílice, mayoritariamente amorfa, 2 a 4 % de alúmina y 0.5 a 2 % de óxidos de hierro. Por lo tanto, su gran contenido en sílice, su pequeño tamaño de partícula y su gran porosidad y área superficial (Ver Figura 2) hacen de ella un material con gran capacidad de retención de agua y otros compuestos volátiles causantes de malos olores adsorbidos en su superficie y/o ocluidos en sus poros.
Un abono orgánico como el descrito contienen una gran cantidad de nutrientes aportados por los purines y el palmiste, y tiene la característica de que al contener diatomitas y palmiste y al ser secado hasta un 10 % de humedad, no emite olores molestos como son los olores fecales y amoniacales típicos de los purines, es decir es un abono orgánico basado en la reutilización de purines y que es libre de olores fecales y amoniacales. Con esto se resuelven los problemas de salubridad debido a la acumulación de purines en balsas, y a la emisión de olores y proliferación de insectos cuando los purines son utilizados directamente como fertilizante. Este abono orgánico, incluso al ser utilizado en grandes cantidades, en agricultura extensiva de grandes superficies, no emite olores molestos ni atrae a los insectos.
Además, el abono orgánico descrito es hidrófilo, por lo que absorbe y retiene líquidos y nutrientes contenidos en los líquidos, en forma de micro-depósitos, situados en torno a las raíces de las plantas, en uso, para procurar una liberación gradual y progresiva de los nutrientes a las plantaciones, con lo que se consigue maximizar el rendimiento nutricional del abono. Por lo tanto, no existe el riesgo de sobredosificación con este abono orgánico.
Otra ventaja es que la retención de líquidos y agua de riego elimina las perdidas por lixiviación, solucionando el problema de la contaminación de acuíferos subterráneos y de las reservas hídricas del suelo.
Finalmente, como ya se ha comentado, la retención de líquidos, agua y compuestos solubles y/o volátiles eliminan la emisión de olores amoniacales y fecales, que son muy molestos y que atraen insectos de muchos tipos, creando un entorno salubre y medioambientalmente sostenible adecuado para todo tipo de actividades.
Preferiblemente, el abono orgánico comprende alrededor de 5 % en peso de hidrolizados enzimáticos proteínicos de productos de animal. Estos hidrolizados enzimáticos son líquidos concentrados de color marrón oscuro, con una densidad de 1150 kg/m3 y compuestos principalmente por aminoácidos de tipo L-Levógiros, los cuales son totalmente aprovechables por las plantas. Además, contiene una gran cantidad de potasio, hierro hémico y péptidos de cadena corta,
Preferiblemente, el abono orgánico comprende alrededor de 5 % en peso de melazas. Las melazas son un co-producto derivado del procesado de la caña de azúcar o del refinado del azúcar crudo de caña. Son un líquido similar a un jarabe de color marrón, con aroma a caramelo y/o regaliz y de olor dulzón. Las melazas son ricas en hidratos de carbono, que son macronutrientes para las plantas y además contienen elementos esenciales como potasio, hierro, manganeso y zinc. La adición de melazas es un complemento nutritivo del abono orgánico de la presente invención.
Preferiblemente, el abono orgánico comprende alrededor de 1 % de sílice pirogénica amorfa. La sílice pirogénica amorfa es un material completamente inerte que se obtiene de la hidrolisis de vapor de tetracloruro de silicio en llama de hidrógeno y oxígeno. El producto es dióxido de silicio o sílice pura y amorfa. La sílice así obtenida tiene una gran área superficial, un bajo contenido en humedad (alrededor del 1.5 /5 en peso) y una gran capacidad de retención de líquidos. La adición de sílice pirogénica al abono orgánico mejora las propiedades de retención de líquidos del mismo.
Un segundo aspecto de la invención aporta un proceso de gestión de purines y producción del abono orgánico según el primer aspecto de la invención que comprende los pasos de:
- Transporte de purines a instalación de producción de abonos orgánicos en camiones cisterna herméticos y despresurizados para evitar la emisión de malos olores;
- Recepción y almacenamiento de purines en instalación de producción de abonos orgánicos en uno o más silos de poliéster cerrados herméticamente y despresurizados con agitación para mantener los purines homogeneizados; - Recepción y almacenamiento de material vegetal, preferiblemente palmiste, en uno o más silos de acero y molturación para obtener un tamaño de partícula uniformizado;
- recepción y almacenamiento de diatomita en uno o más silos de acero;
- pesado y dosificación de las cantidades de purines, material vegetal y diatomitas y alimentación a una mezcladora en las proporciones descritas el primer aspecto de la invención;
- adición de otros aditivos;
- mezclado y homogeneización de los purines, material vegetal molturado, diatomitas y aditivos en la mezcladora;
- secado de la mezcla resultante en un trómel de secado hasta obtener una humedad total del alrededor del 10 %; y
- envasado del producto;
Un tercer aspecto de la invención aporta una instalación industrial para producir el abono orgánico según el primer aspecto de la invención que comprende:
- uno o más silos de poliéster cerrados herméticamente y despresurizados y con agitador para recibir y almacenar los purines y mantenerlos homogeneizados y sin emisión de olores;
- uno o más silos de acero para la recepción y almacenamiento de diatomitas y/o de material vegetal;
- una trituradora para molturar el material vegetal;
- una mezcladora;
- un trómel de secado con regulación de temperatura; y
- una zona de envasado y/o suministro del producto
Breve descripción de las Figuras
En la memoria se hace referencia a las Figuras adjuntas, en las cuales:
La Figura 1 muestra una cubeta de sedimentación con una muestra de purines sedimentada.
La Figura 2 representa una micrografía de una muestra de diatomitas.
La Figura 3 muestra un diagrama de bloques del proceso gestión de purines y fabricación de abono orgánico según una realización de esta invención.
La Figura 4A y 4B muestran respectivamente un esquema en vista frontal y en planta de una instalación para llevar a cabo el proceso de producción de una realización de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
A continuación, se describe con detalle una forma de realización de la presente invención, exclusivamente a modo de ejemplo, sin pretender constituir en modo alguno una limitación al ámbito de protección de la presente solicitud, que será definido por las reivindicaciones adjuntas.
EJEMPLO 1
A modo de ejemplo, se describe un abono orgánico compuesto por:
40 % en peso de purines porcinos
5 % en peso hidrolizados de proteínas animales
5 % en peso de melazas
30 % de molturado de semilla de palma aceitera
18.9 % diatomitas (mineral fósil de sustratos marinos de baja densidad)
1.1 % de sílice pirogénica
El molturado de semilla de palma aceitera contiene aproximadamente un 15 % en peso de proteína cruda, un 6% en peso de grasa, un 18% en peso de fibra y un 9 % en peso de humedad. Este molturado se obtiene del prensado de semillas de las siguientes especies de palmera aceitera: Elaeis guineensis (palma aceitera africana), Corozo oleífera L. H. Bailey, Elaeis melanococca auct. (palma aceitera americana), del cual se ha retirado la cáscara dura de las semillas tanto como es posible.
La diatomita es un polvo blanco seco suministrado por Imerys bajo la marca Primisil® 30 A, con una densidad de 180 kg/m3, un contenido en humedad de 5.5 % en peso, un área superficial B.E.T de 10 m2/g, una capacidad de absorción de agua de 140 % en peso, una pérdida de peso a la llama de 10 % y un tamaño de partículas tal que el 90 % en peso es menor de 24.6 pm.
El análisis químico de la diatomita es de 83.3 % de sílice, 5.0 % CaO, 0.8 Al2O3, 0.4 % Fe2O3, 0.4 % MgO, 0.08 % Na 2 O y 0.02 K 2 O.
El hidrolizado enzimático de proteínas animales es suministrado por APC Europe S.L.U. bajo la marca ProthemCO® y es un líquido denso marrón oscuro, soluble en agua y con una densidad de 1150 kg/m3. Los aminoácidos que contiene son 100% levógiros, los cuales son totalmente aprovechables por las plantas. El hidrolizado contiene un 29 % en peso de aminoácidos totales, un 6% en peso de aminoácidos libres, un 4.5 % en peso de nitrógeno orgánico, y un 18 % en peso de carbono orgánico.
Además, el contenido del hidrolizado enzimático en nitrógeno total es alrededor de 5 % en peso, y contiene al menos 750 ppm de Fe, 0.25 % en peso de pentóxido de fósforo, al menos 3.0 % de óxido de potasio, al menos un 0.01 % de óxido de calcio y al menos una relación de carbono a nitrógeno de 4.
En la siguiente tabla se muestra el aminograma típico del hidrolizado enzimático de proteína animal.
Tabla 1. Aminograma del hidrolizado enzimático de proteínas de origen animal ProthemCO®.
Las melazas son un líquido similar a un jarabe de color marrón, con una densidad aproximada de 1400 a 1440 kg/m3 (25 °C), una viscosidad de 3000 a 20000 cps (20 °C) y un pH de 5.0.
Las melazas contienen humedad en un 28 % en peso, azúcares totales (TSAI) 46 % en peso, 4.5 % en peso de proteína bruta, 9.1 % de cenizas brutas y 0 % de grasa.
Además, las melazas contienen los siguientes minerales en trazas:
3.5 % en peso de potasio, 0.1 % en peso de sodio, 0.7 % en peso de calcio, 0.5 % en peso de azufre, 0.5 % de magnesio, 0.1 % en peso de fósforo, de 300 a 500 mg/kg de hierro, de 4 a 48 mg/kg de zinc, de 40 a 50 mg/kg de manganeso, de 2 a 10 mg/kg de cobre y 1.3 % en peso de cloro.
La sílice pirogénica amorfa es un polvo blanco de muy baja densidad, suministrado por DK Orisil plant Ltd, tiene un área superficial mínima de 200 m2/g, una pérdida de
peso máxima por secado de 1.5 % y una densidad aparente aproximada de 110 kg/m3.
La Figura 3 muestra un esquema en diagrama de bloques del proceso gestión de purines y de producción del abono orgánico según la presente invención.
En primer lugar, el transporte de purines 50 se realiza desde diversas granjas porcinas hasta la instalación de fabricación 200 (Ver Figuras 4A y 4B) del abono orgánico mediante camiones provistos de una cuba hermética y despresurizada, para evitar la emisión de olores y compuestos volátiles durante el transporte. Los camiones comprenden también un sistema de bombeo para el trasiego de los purines.
En segundo lugar, se lleva a cabo la recepción de los purines 60 en la instalación de fabricación 200, mediante el bombeo de los mismos desde los camiones hasta un conjunto de silos de poliéster 210 herméticos y despresurizados para evitar el escape de olores. Los silos de poliéster están equipados con agitadores para efectuar la homogeneización continua de los purines. Simultáneamente se produce la recepción 65 y almacenamiento de los otros ingredientes en silos de acero 215.
El siguiente paso es el trasvase y dosificación 70 de purines en proporciones determinadas desde los silos de almacén 210 hasta las tolvas dosificadoras 220 homogeneizadas, que miden la cantidad de purines que se añaden a la siguiente etapa.
Paralelamente, también se produce la molturación del palmiste 85 (fibras vegetales) para obtener una granulometría uniforme de las mismas y subsiguientemente el pesado y la dosificación 90 de todos los ingredientes restantes, que igualmente se vierten a la mezcladora 230.
La sílice pirogénica se pesa y adiciona manualmente, por separado.
El mezclado 95 se produce en la mezcladora 230, que está dispuesta horizontalmente y es accionada por un motor de 30 CV de potencia. Esta equipada con vertederas encontradas sobre el eje principal y tiene una capacidad de 3000 kg. La mezcladora
230 funciona en continuo a una velocidad de 30 vuelas por minuto. El tiempo de residencia estimado para la homogeneización y uniformidad del producto terminado es de 10 minutos y un tiempo de descarga al trómel de secado 240 de 5 minutos. El material de salida de la mezcladora es un sólido suelto con una humedad aproximada del 20 % en peso.
El siguiente paso es el secado 100 de la mezcla en el trómel de secado 240 hasta obtener un abono orgánico a base de purines con una humedad media de 10 % en peso. El trómel 240 tiene un diámetro de 2 metros y una longitud de 10 metros (o incluso mayor). El trómel 240 es giratorio y esta soportado sobre anillos rodantes forrados con doble capa de chapa sobre barras calibradas y cuyo interior esta recubierto de material aislante. El trómel 240 tiene una capacidad secado de 12000 kg/h gracias a que equipa un quemador de 2 MW con turbina de aire y termostato para regular la temperatura.
Finalmente, a la salida del trómel 240, el producto terminado está listo para el envasado 105 bien en sacos de 30 litros (30 dm3) o en Big-bag (contenedores industriales de material flexible), aunque también puede ser suministrado a granel.
Claims (7)
1. 
Abono orgánico producido a partir de purines porcinos que comprende alrededor de 40 % en peso de purines porcinos, 30 % o más en peso de molturado de material vegetal; 18 % o más en peso de tierra de diatomeas o diatomita de baja densidad y un contenido de humedad total del 10 % aproximadamente.
2. Abono orgánico según reivindicación 1 caracterizado porque el material vegetal comprende mayoritariamente palmiste.
3. Abono orgánico según cualquier reivindicación precedente caracterizado porque comprende alrededor de 5 % en peso de hidrolizados enzimáticos proteínicos de productos de animal.
4. Abono orgánico según cualquier reivindicación precedente caracterizado porque comprende alrededor de 5 % en peso de melazas.
5. Abono orgánico según cualquier reivindicación precedente caracterizado porque comprende alrededor de 1 % en peso de sílice pirogénica.
6. Proceso de gestión de purines y producción del abono orgánico según cualquier reivindicación anterior comprende los pasos de:
- Transporte de purines a instalación de producción de abonos orgánicos en camiones cisterna herméticos y despresurizados para evitar la emisión de malos olores;
- Recepción y almacenamiento de purines en instalación de producción de abonos orgánicos en uno o más silos de poliéster cerrados herméticamente y despresurizados con agitación para mantener los purines homogeneizados;
- Recepción y almacenamiento de material vegetal en uno o más silos de acero y molturación para obtener un tamaño de partícula uniformizado; - Recepción y almacenamiento de diatomita en uno o más silos de acero; - Pesado y dosificación de las cantidades de purines, material vegetal y diatomitas y alimentación a una mezcladora en las proporciones establecidas en las reivindicaciones 1 a 5;
- Adición de otros aditivos;
- Mezclado y homogeneización de los contenidos de la mezcladora;
- Secado de la mezcla resultante en un trómel de secado hasta obtener una humedad total del alrededor del 10 %; y
- envasado del producto secado.
7. Una instalación industrial para producir un abono orgánico según cualquier reivindicación de 1 a 5, que comprende:
- uno o más silos de poliéster cerrados herméticamente, despresurizados y con agitador para recibir y almacenar los purines y mantenerlos homogeneizados y sin emisión de olores;
- uno o más silos de acero para la recepción y almacenamiento de diatomitas y/o de material vegetal;
- una trituradora para molturar el material vegetal;
- una mezcladora;
- un trómel de secado con regulación de temperatura; y
- una zona de envasado y/o suministro del producto.
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