ITMI20120587A1 - Processo per il riciclo degli elementi nutritivi utilizzati dai raccolti (elementi fertilizzanti) - Google Patents

Processo per il riciclo degli elementi nutritivi utilizzati dai raccolti (elementi fertilizzanti) Download PDF

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Description

“PROCESSO PER IL RICICLO DEGLI ELEMENTI NUTRITIVI UTILIZZATI DAI RACCOLTI (ELEMENTI FERTILIZZANTI)â€
La presente invenzione ha per oggetto un processo per il riciclo nei terreni agricoli, dai quali sono state prelevati con il raccolto, degli elementi nutritivi (sostanze fertilizzanti), ottenuto mediante il recupero dei Substrati organici di rifiuto prodotti derivanti ciclo di produzione e consumo degli alimenti, (allevamenti, industrie alimentari, rifiuti derivante dal consumo da parte dei cittadini, ecc.). In particolare l’invenzione riguarda un nuovo metodo di estrazione dell’ammoniaca con la produzione di più tipi di fertilizzanti adatti alle diverse fasi della coltivazione.
Stato della tecnica
I rifiuti derivanti dall’utilizzo del raccolto, contenenti gli elementi nutritivi prelevati dal terreno, in genere non ritornano al suolo da cui sono stati prelevati, a differenza di quanto avviene nel ciclo naturale e nelle produzioni agricole del passato, dove l’utilizzo del raccolto avveniva principalmente presso i terreni di produzione.
È quindi necessario ricostituire, dopo ogni raccolto, la riserva di elementi nutritivi asportati mediante la distribuzione nel terreno di concimi chimici, che utilizzano risorse non rinnovabili scarse, come i giacimenti di composti potassici e fosforici e riserve energetiche per la produzione di composti azotati.
A questo problema si aggiungono problemi ambientali, particolarmente sentiti per i composti azotati e per quelli fosforici; infatti, poiché le quantità asportate dai suoli coltivati vengono rimpiazzate da elementi nutritivi provenienti da altre regioni, i rifiuti che derivano dal ciclo di produzione e consumo degli alimenti, dal raccolto e dalla alimentazione umana, finiscono nell’ambiente, determinando i noti problemi di inquinamento della regione interessata.
Recentemente tuttavia la possibilità di concentrare i rifiuti provenienti dal ciclo di produzione degli alimenti sotto forma di fanghi biologici di depurazione e la separazione degli scarti alimentari contenuti nei rifiuti urbani, ha permesso di disporre di elementi nutritivi di recupero in forma più concentrata e di trasportarli, dopo eventuale trattamento, sui suoli coltivabili anche lontani dai terreni dove vengono utilizzati. Al fine di ridurre l’impatto ambientale dovuto agli odori emessi dai rifiuti putrescibili, vengono utilizzati processi di stabilizzazione aerobica, come nella produzione di compost dalla frazione dei rifiuti urbani costituita da scarti alimentari e nella stabilizzazione dei fanghi di depurazione urbani e dei liquami degli allevamenti zootecnici. Tale stabilizzazione viene realizzata anche mediante sistemi di digestione anaerobica, mediante i quali i composti organici putrescibili, fonte di odori molesti, vengono trasformati in biogas. Sono stati descritti molti procedimenti per ottenere biogas dalle componenti digeribili di detti rifiuti, ma la digestione viene condotta in condizioni diluite ed à ̈ spesso seguita dalla separazione di materiali solidi compostabili aerobicamente e di un rifiuto acquoso da smaltire, mai comunque allo scopo di ottenere fertilizzanti liquidi concentrati, esenti da patogeni e stoccabili in serbatoi chiusi per evitarne la eventuale contaminazione, senza la produzione di altri rifiuti.
Inoltre la presenza di ammoniaca nel digestore impedisce il completamento della digestione rallentando il processo di fermentazione anaerobica e riducendo le rese.
Numerosi brevetti riguardano la digestione anaerobica di substrati analoghi, finalizzati solo alla produzione di biogas, e non al recupero degli elementi nutritivi mediante la produzione di fertilizzanti.
I metodi ad oggi descritti pertanto non risolvono i seguenti problemi: - la difficoltà di miscelazione di fluidi concentrati al limite della pompabilità al fine di avere una distribuzione di nutrienti nella massa;
- l’esigenza contestuale di eliminare l’ammoniaca, che, in condizioni di substrato concentrato, aumenta con il proseguimento della digestione sino ad inibire la fermentazione anaerobica;
- la necessità di fornire in modo economico calore per mantenere grandi volumi a temperature omogenee ed elevate, superiori a 55°C, al fine di garantire, durante la fermentazione termofila, anche la pastorizzazione da patogeni;
- la necessità di ottenere come prodotto della digestione esclusivamente due materiali fluidi utilizzabili come fertilizzanti, ad elevata concentrazione di sostanza secca e stoccabili in serbatoi chiusi per evitare l’eventuale contaminazione.
CA 1102019 mostra un sistema di miscelazione e riscaldamento combinato che utilizza un condotto verticale con camicia posto al centro del digestore dotato di mezzi per il pompaggio della sospensione dal basso verso l’alto.
DE 10354063 rivendica lo stripping dell’ammoniaca dal prodotto uscente dal digestore in corrente di biogas con successivo assorbimento dell’ammoniaca in una sospensione reattiva.
EP 0563434 propone la miscelazione del fango in fermentazione con un sistema di tubi disposti sul fondo del digestore nelle zone in cui viene pompato in sequenza il fango stesso e il biogas.
GB 2457681 propone come sistema di miscelazione un braccio mobile ruotante sul fondo del digestore attuato da un flusso di gas.
US 4824571 divide il fondo del digestore in zone dotate di sistemi di distribuzione del gas da attivare in sequenza.
US 2007102352 effettua lo strippaggio dell’ammoniaca dal prodotto del digestore con aria calda riscaldata ad esempio bruciando biogas e trattando il gas effluente con un biofiltro.
In modo analogo WO 2010098343 riscalda il liquido proveniente dal fermentatore per strippare l’ammoniaca e WO 2011018269 utilizza gas esausti caldi in una colonna dove neutralizza l’ammoniaca estratta con acido solforico.
Come si può osservare, tutti questi metodi offrono soluzioni finalizzate alla produzione di biogas ma non alla produzione di fertilizzanti fluidi aventi alto contenuto di sostanza secca al fine di poter essere stoccati e distribuiti in modo economico.
Recentemente la richiedente ha depositato una domanda di brevetto (MI2011A001822) relativa a un processo in cui l’ammoniaca viene estratta dal digestore assieme al digestato e sottoposta ad un trattamento di stripping con biogas anch’esso estratto dal fermentatore in una apparecchiatura in grado di trattare fluidi ad elevata viscosità e a una temperatura prossima ai 55°C. Il biogas arricchito di ammoniaca à ̈ lavato in una seconda apparecchiatura dove si neutralizza l’ammoniaca con una soluzione di acido solforico o fosforico. Pur costituendo il processo di questa domanda una soluzione ai problemi sopraesposti si rende necessaria la ricircolazione sul digestore di una elevata portata di biogas per estrarre l’ammoniaca contenuta nel digestato. Inoltre, per ridurre i consumi di energia, si rende necessario operare l’evaporazione in prossimità della temperatura del digestore di 55°C a scapito della estrazione dell’ammoniaca.
Descrizione dell’invenzione
Si à ̈ ora trovato un processo che consente di superare i limiti e gli inconvenienti dei processi noti.
Il processo oggetto dell’invenzione consente la produzione di due fertilizzanti, un fertilizzante misto organico, da usarsi prima della semina, e un fertilizzante azotato, per esempio solfato o fosfato ammonico, utilizzabile anche con colture in atto, che utilizza i rifiuti provenienti dal ciclo della produzione e consumo degli alimenti (substrati organici) e permette di realizzare, su base regionale, il riciclo sui terreni agricoli degli elementi nutritivi asportati dal raccolto, risolvendo i problemi sanitari, ambientali e logistici in modo sostenibile ed economico, potendo utilizzare per il fabbisogno energetico del processo esclusivamente l’energia ottenibile mediante la digestione di detti substrati organici in condizioni di temperatura atte ad ottenere la pastorizzazione dei fertilizzanti ottenuti.
Il processo oggetto della presente invenzione consente di realizzare un sistema regionale in grado di ristabilire una attività agricola sostenibile, permettendo il riciclo degli elementi nutritivi, che l’agricoltura tradizionale realizzava su scala locale, anche su scala regionale.
Diversamente dal processo descritto in MI2011A001822, la rimozione dell’ammoniaca dal digestore viene condotta evaporando parzialmente il digestato estratto dal digestore in un evaporatore operante a temperatore superiori ai 55°C del fermentatore e preferibilmente da 65 a 95°C, senza richiedere gli elevati consumi energetici legati alla evaporazione di elevati quantitativi di acqua.
Si à ̈ infatti sorprendentemente notato che il riscaldamento del digestato a queste temperature provoca una immediata volatilizzazione dell’anidride carbonica disciolta o legata nel digestato agevolando la liberazione dell’ammoniaca in fase vapore in un rapporto costante con l’acqua evaporata in modo analogo a quanto avviene nel sistema acqua/ ammoniaca a basse concentrazioni di ammoniaca.
Per mantenere elevata l’evaporazione dell’ammoniaca senza evaporare l’acqua il processo à ̈ effettuato per mezzo di un evaporatore e di una apparecchiatura per il lavaggio con acido fosforico o solforico in cui il gas uscente dall’evaporatore dopo lavaggio à ̈ riciclato all’evaporatore stesso.
Detto gas può essere vapor d’acqua, biogas saturo d’acqua o anche un gas inerte in modo da evitare una successiva evaporazione necessaria per gli equilibri liquido vapore e quindi elevati consumi energetici a parità di ammoniaca evaporata.
Il riciclo del biogas fra digestore e evaporatore più lavaggio acido à ̈ in questo modo eliminato e sostituito con un riciclo interno fra evaporatore e lavaggio acido.
Perciò tutta la porzione dell’impianto dall’evaporatore al lavaggio acido può essere operata a temperature superiori a 55°C in presenza di un condensatore, il grado di vuoto essendo determinato dalla temperatura a cui opera il condensatore e dalla frazione di inerti presenti.
Preferibilmente l’impianto può operare a pressione atmosferica o in leggera sovrappressione anche in assenza di un condensatore.
Il processo dell’invenzione comprende:
a) raccolta di detti substrati organici allo stato solido, liquido o fangoso in una o più vasche in un ambiente chiuso in depressione collegato con un sistema di deodorizzazione dell’aria;
b) dispersione fine dei substrati organici in un fluido concentrato caldo uscente dall’evaporatore e nelle eventuali acque calde recuperate dall’impianto da alimentare al digestore c) sopperendo in questo modo alle dispersioni termiche del digestore stesso;
c) digestione anaerobica in continuo in un digestore dei substrati organici dispersi in b) a temperature superiori a quella di pastorizzazione, in genere attorno 55°C, per un tempo sufficiente per la digestione termofila dei substrati organici stessi con produzione di biogas;
d) estrazione in continuo, durante la digestione anaerobica c), del digestato e del biogas prodotti dal digestore c);
e) alimentazione di parte del digestato a un evaporatore in cui si scalda il digestato stesso, si evapora parte dell’acqua e si liberano in fase vapore l’anidride carbonica e buona parte dell’ammoniaca in presenza di vapor d’acqua o di vapori saturi privi di ammoniaca provenienti dal lavaggio acido dell’evaporato f);
f) estrazione continua dal vapore o dai gas saturi di vapor d’acqua provenienti dall’evaporatore d) dell’ammoniaca, in fluido concentrato circolante sul lavaggio acido consistente in una soluzione concentrata di un sale ammonico, alla quale viene aggiunto in continuo acido di adeguata concentrazione sufficiente a neutralizzare l’ammoniaca estratta per produrre solfato o fosfato ammonico in soluzione, essendo la temperatura di tale fluido prossima a quella dell’evaporatore d);
g) Il biogas estratto dal digestore e contenente ancora ammoniaca può essere direttamente usato come combustibile in motori a combustione interna per fornire tutta l’energia richiesta dal processo o alimentato al lavaggio acido dove viene depurato dell’ammoniaca e messo in ciclo fra evaporatore e lavaggio acido prima di essere spurgato dal ciclo, eventualmente condensato per il vapore trascinato e inviato ai motori:
h) stoccaggio del digestato, definito come Fertilizzante 1, in un serbatoio di capacità sufficiente a fornire il Fertilizzante 1 preferibilmente nel periodo di Fertilizzazione prima della semina, e stoccaggio del solfato o fosfato ammonico, definito come Fertilizzante 2, in un serbatoio di capacità sufficiente a fornire il Fertilizzante 2 nel periodo di Fertilizzazione anche successivo alla semina.
Descrizione del disegno
La figura illustra schematicamente il processo dell’invenzione e uno dei possibili schemi di flusso di un impianto per la sua realizzazione.
Il numero di riferimento 1 indica i rifiuti dalla produzione e consumo degli alimenti (substrati organici con acqua eventuale); il numero 11 indica la linea di alimentazione di acido solforico/fosforico e acqua eventuale per la produzione del fertilizzante 2; i numeri 5 e 12 indicano rispettivamente i fertilizzanti 1 e 2 allo stoccaggio. Il biogas à ̈ identificato dal numero di riferimento 4 e; il numero 8 identifica il vapore o il fluido caldo da impianto di cogenerazione e 18 le acque calde del circuito raffreddamento motori.
Con I si identifica il digestore - serbatoio coibentato per garantire tempo di permanenza tipicamente di 20 gg.
II identifica un evaporatore con scambio termico per lo strippaggio dell’ammoniaca e per il riscaldamento del digestore utilizzando preferibilmente il calore residuo dei fumi motori.
III identifica l’apparecchiatura di lavaggio con acido solforico o fosforico dell’ammoniaca.
IV rappresenta un miscelatore /omogeneizzatore dei substrati alimentati con il concentrato caldo dell’evaporatore II.
V Ã ̈ uno scambiatore ausiliario ad esempio un tubo incamiciato per un eventuale recupero del calore delle acque raffreddamento motori.
I motori a combustione interna o la turbina che utilizzano il biogas dell’impianto per la produzione di energia elettrica e termica che non sono riportati in Figura.
Descrizione dettagliata dell’invenzione
Il processo dell’invenzione, illustrato schematicamente in Figura, opera come segue:
i substrati organici 1 sono alimentati in un dispersore IV che permette la loro micronizzazione e miscelazione con il concentrato uscente dall’evaporatore II attraverso la linea 7.
È possibile in questa fase aggiungere nel miscelatore IV una ulteriore parte del digestato (Fertilizzante 1) proveniente dal digestore e/o altri additivi, fermenti e fluidi di processo non indicati in Figura.
Il digestore I à ̈ alimentato attraverso la linea 3, produce il Fertilizzante 1 ed à ̈ costituito da un serbatoio, atto a garantire il necessario tempo di permanenza, tipicamente 20 giorni, per la digestione termofila dei substrati organici dispersi a una temperatura superiore a quella richiesta dalla pastorizzazione, in genere 55°C e per la produzione di biogas. Detto fermentatore I può essere dotato di un ricircolo di liquido e di biogas per una migliore miscelazione ed à ̈ coibentato.
Da esso viene prelevato il digestato prodotto (Fertilizzante 1) attraverso la linea 5 e un flusso di digestato attraverso la linea 2.
Il digestato 2 può essere preriscaldato mediante un’apparecchiatura V di scambio termico e inviato a un evaporatore II per lo strippaggio in fase gas dell’ammoniaca.
Detta apparecchiatura II à ̈ tipicamente un contattore o colonna gas /liquido dotata di scambiatore o camicia riscaldata con vapore o fluido caldo 8 proveniente dall’impianto di cogenerazione non indicato in Figura a cui restituisce condensa o un fluido più freddo 9.
II à ̈ preferibilmente una colonna a film sottile a parete raschiata data la natura viscosa del fluido circolante e l’esigenza di avere basse perdite di carico per la circolazione del gas/vapore di strippaggio.
Il flusso 6 uscente dall’evaporatore à ̈ costituito da un gas inerte ad esempio anidride carbonica presente nel digestato o da biogas e vapore contenente l’ammoniaca strippata.
Il flusso 6, 6 bis entra nell’apparecchiatura III di lavaggio e neutralizzazione dell’ammoniaca con acido e viene riciclato attraverso la linea 13, 13 bis all’evaporatore II.
L’apparecchiatura III di lavaggio dell’ammoniaca può essere una colonna o preferibilmente come indicato in Figura un venturi scrubber su cui à ̈ fatto circolare una portata acquosa 10 in cui à ̈ immesso acido solforico 11 e acqua 16 attraverso il flusso 15.
Il riciclo 6, 6bis 13, 13bis à ̈ realizzato con il vapore prodotto dall’evaporatore e con i gas liberati dal digestato o alternativamente con lo stesso biogas prodotto dal digestore 4 immesso nello scrubber attraverso il flusso 4 bis e con un rapporto di riciclo tale da mantenere il sistema evaporatore/scrubber a temperature elevate e comprese fra 65 e 95°C e a pressione atmosferica o leggermente in pressione.
Lo scrubber III produce quindi alternativamente uno spurgo 14 che può essere riunito al biogas 4 dando il flusso 17 o alternativamente tutto il biogas lavato 14, 17.
Dallo scrubber III esce un flusso concentrato 12 di solfato d’ammonio che costituisce il Fertilizzante 2.
L’utilizzo combinato dell’evaporatore II e dello scrubber III in ciclo chiuso permette di utilizzare in varia forma tutto il calore residuo prodotto dai motori di combustione interna, per estrarre a temperatura elevata l’ammoniaca come Fertilizzante 2 e per mantenere la temperatura del digestore attorno a 55°C utile per la digestione e per la pastorizzazione del Fertilizzante 1.
L’invenzione comprende ovviamente anche eventuali variazioni allo schema di flusso alla portata dei tecnici del settore: per esempio singole apparecchiature potrebbero essere sostituite da combinazioni di più apparecchiature oppure si potrebbe aggiungere un condensatore e una pompa a vuoto per operare in leggera depressione senza per questo uscire dallo spirito e dagli scopi dell’invenzione.
Il processo descritto può essere vantaggiosamente messo in opera in centri di recupero degli elementi nutritivi asportati dal raccolto nei terreni agricoli, nei quali vengono raccolti nel corso dell’anno i rifiuti provenienti dal ciclo di produzione e consumo degli alimenti (substrati organici). Si ottengono così i due fertilizzanti che sono stoccati al fine del loro utilizzo nel periodo di fertilizzazione: un primo fertilizzante contente anche sostanza organica stabile à ̈ utilizzabile preferibilmente prima della semina mentre un secondo fertilizzante di tipo inorganico à ̈ utilizzabile anche dopo la semina.
Esempio 1
L’esempio riguarda il processo descritto e il suo utilizzo su due linee in un centro al servizio di terreni agricoli.
Ciascuna linea à ̈ alimentata con 4600 kg/h (110 t/g) di substrati organici a temperatura ambiente, omogeneizzati e contenenti 650 kg/h di sostanza secca, circa 50 kg/h di ammoniaca e azoto organico.
Detti substrati sono miscelati in IV con circa 13000 kg/h di fluido caldo 7 a 78°C, proveniente dall’evaporatore II, per essere alimentati al digestore, avente un volume utile di 4500 m3, con il flusso 3 a circa 64°C in modo da compensare le dispersioni del digestore coibentato e mantenere la temperatura attorno ai 55°C.
Il digestore produce 350 g/h di biogas e 4350 kg/h di digestato costituente il Fertilizzante 1 e da esso viene prelevata una portata di 13000 kg /h che à ̈ preriscaldata in V a 60°C e alimentata all’evaporatore II.
Fra l’evaporatore II e lo scrubber III agendo sullo spurgo 14 si realizza un flusso di ricircolo di circa 25000 m3/h di gas costituito da anidride carbonica e vapore che trasferisce attorno a 40 kg/h di ammoniaca allo scrubber dove viene neutralizzata con acido solforico a dare 500 kg/h di una soluzione acquosa al 30% di solfato ammonico.
L’evaporatore utilizza circa 500 kg/h di vapore prodotto con i fumi a 470°C uscenti da un motore da 550 kwe alimentato dal biogas prodotto dalla linea e opera a pressione atmosferica.
La temperatura del sistema evaporatore - scrubber à ̈ 78 - 80°C.
Esempio 2
Si opera come nel caso precedente ma alimentando il biogas nel riciclo fra evaporatore e scrubber attivando il flusso 4 bis e si realizza, con uno spurgo pari al 5% del riciclo, una portata di gas inerte riciclata attorno a 12000 m3/h costituito principalmente da biogas e vapore.
Dal riciclo si estrae il biogas che viene inviato ai motori a combustione interna.
In questo caso il recupero dell’ammoniaca à ̈ di circa 34 kg/h, con produzione di 460 kg/h di una soluzione di solfato ammonico al 28%, con temperature nell’evaporatore e nello scrubber attorno a 75 e 76,5°C e pressione attorno all’atmosfera.
L’aumento della temperatura nell’evaporatore unitamente alla possibilità di gestione del riciclo ha quindi un effetto positivo sull’estrazione dell’ammoniaca rendendo l’impianto flessibile alle varie tipologie di rifiuto, senza comportare aumenti di energia utilizzata, fornendo il calore per la conduzione della digestione e abbassando la concentrazione di ammoniaca nel digestore.
La disponibilità di centri al servizio di aree di terreni agricoli distribuiti sul territorio permette di richiudere un ciclo virtuoso che si era interrotto con l’industrializzazione non più alla scala del singolo podere ma su scala regionale con enormi vantaggi sia economici che ambientali.

Claims (8)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Un processo per il recupero di elementi nutritivi e per la preparazione di fertilizzanti da substrati organici da rifiuti provenienti dal ciclo di produzione e consumo degli alimenti caratterizzato da: a) digestione anaerobica in continuo in un digestore dei substrati organici a temperature superiori a quella di pastorizzazione, in genere attorno a 55°C, per un tempo sufficiente per la digestione termofila dei substrati organici stessi con produzione di biogas; b) ricircolazione in continuo di parte del fluido presente nel digestore su un evaporatore a temperature più elevate del digestore, per fornire il calore necessario al mantenimento della temperatura del digestore stesso e favorire l’estrazione dell’ammoniaca; c) estrazione in continuo dell’ammoniaca mediante il ricircolo di un gas e di vapore fra detto evaporatore e uno scrubber per la neutralizzazione con acido a dare un sale ammonico e per ridurre il fabbisogno di energia dell’evaporatore; d) estrazione continua di biogas che à ̈ usato come combustibile in motori a combustione interna per fornire il calore e tutta l’energia richiesta dal processo.
  2. 2. Un processo secondo la rivendicazione 1 in cui il fluido ricircolante fra digestore ed evaporatore à ̈ utilizzato in un miscelatore per omogeneizzare e riscaldare i substrati alimentati.
  3. 3. Un processo secondo la rivendicazione 1 e 2 in cui la temperatura dell’evaporatore e dello scrubber sono più elevate di quelle del fermentatore e preferibilmente comprese fra 65 e 95°C e la pressione può essere sotto vuoto moderato ma preferibilmente atmosferica o leggermente superiore all’atmosfera.
  4. 4. Un processo secondo le rivendicazioni precedenti in cui il liquido ricircolante fra digestore e evaporatore e il gas ricircolante fra evaporatore e scrubber vengono messi in contatto in detto evaporatore per estrarre in fase gas l’ammoniaca e contestualmente fornendo calore, detto evaporatore essendo una colonna e preferibilmente una colonna a film sottile raschiata dotata di camicia riscaldata.
  5. 5. Un processo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 4 in cui il biogas à ̈ utilizzato come combustibile in un impianto di cogenerazione di energia elettrica dove à ̈ disponibile del calore residuo con l’acqua di raffreddamento e i fumi di scarico dei motori.
  6. 6. Un processo secondo la rivendicazione 5 in cui l’acqua di raffreddamento dell’impianto di cogenerazione à ̈ utilizzata per preriscaldare in uno scambiatore ausiliario e preferibilmente in un tubo incamiciato il riciclo uscente dal digestore alimentato all’evaporatore.
  7. 7. Un processo secondo la rivendicazione 5 in cui il calore dei fumi di scarico dei motori ad elevata temperatura à ̈ utilizzato per riscaldare la camicia dell’evaporatore direttamente o preferibilmente producendo il vapore da inviare alla camicia dell’evaporatore stesso.
  8. 8. Uso del processo delle rivendicazioni 1-7 in centri di recupero degli elementi nutritivi asportati dal raccolto dai terreni agricoli, nei quali vengono raccolti nel corso dell’anno i rifiuti provenienti dal ciclo di produzione e consumo degli alimenti, per la produzione di un primo fertilizzante contenente sostanza organica stabile, utilizzabile prima della semina, ed un secondo fertilizzante inorganico ammonico utilizzabile anche dopo la semina.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6299774B1 (en) * 2000-06-26 2001-10-09 Jack L. Ainsworth Anaerobic digester system
US6464875B1 (en) * 1999-04-23 2002-10-15 Gold Kist, Inc. Food, animal, vegetable and food preparation byproduct treatment apparatus and process
US20030038078A1 (en) * 2001-08-24 2003-02-27 Ken Stamper Process for producing energy, feed material and fertilizer products from manure
CA2416690A1 (en) * 2003-01-20 2004-07-20 Alberta Research Council Inc. Process for removal and recovery of nutrients from digested manure or other organic wastes
WO2011017744A1 (en) * 2009-08-10 2011-02-17 Alcoa Of Australia Limited Method and apparatus for odorant removal

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6464875B1 (en) * 1999-04-23 2002-10-15 Gold Kist, Inc. Food, animal, vegetable and food preparation byproduct treatment apparatus and process
US6299774B1 (en) * 2000-06-26 2001-10-09 Jack L. Ainsworth Anaerobic digester system
US20030038078A1 (en) * 2001-08-24 2003-02-27 Ken Stamper Process for producing energy, feed material and fertilizer products from manure
CA2416690A1 (en) * 2003-01-20 2004-07-20 Alberta Research Council Inc. Process for removal and recovery of nutrients from digested manure or other organic wastes
WO2011017744A1 (en) * 2009-08-10 2011-02-17 Alcoa Of Australia Limited Method and apparatus for odorant removal

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