JP2022532434A - 改善された肥料 - Google Patents
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Abstract
Description
有機廃棄物を滅菌して、炭素不安定性であり実質的に滅菌した生成物を提供する工程と、
NPKSの少なくとも1つを含む無機材料を実質的に滅菌した生成物と混合して、混合生成物を生成する工程と、
その混合生成物を結合して、有機材料と無機材料との均質な混合物を提供する工程と、
有機材料と無機材料との均質な混合物を分離粒子に形成する工程と、
を含む。
・有機構成要素を熱処理(焙焼)する。
・有機構成要素を、無機肥料(及び他の鉱物、例えば反応性リン鉱石及び結合剤)と混合する。次いで、有機/無機混合物を粉砕する。
・次いで、ブレンドした有機及び無機の組成物を圧縮に供して、離散粒子を形成することができる。これは、造粒、押出し、又はペレット化を含む任意の形態とすることができる。この方法は必ずしも外部熱を必要としないが、混合による剪断に起因する熱が存在し得る。いくつかの実施形態では、蒸気又は熱水を使用して造粒を容易にすることができる。この工程では、再生された凝縮物を使用することができる。
・顆粒を研磨に供して、球形(不規則な鋭い縁部がない)及び一貫したサイズを達成することができる。研磨には、通常、噴霧の形態での液体の塗布が必要である。
・次いで、研磨された顆粒を熱乾燥に供して、余分な水分を確実に乾燥させ、貯蔵及び取り扱いを目的として顆粒を生物学的に不活性にすることができる。乾燥した顆粒はまた、肥料施用機器での取り扱い耐久性のために、より良好な硬度を有することになる。
・硫酸アンモニウム
・尿素
・塩化アンモニウム
・硝酸アンモニウム
・無水アンモニア
・尿素硝酸アンモニウム
・硝酸アンモニウムカルシウム
・硝酸カリウム
・硝酸カルシウム
当該肥料中の全窒素の割合は、少なくとも約0、10、20、又は30%w/wとすることができる。一実施形態では、有機材料の最小値を30%と想定すると、全体のNの最大値は30%w/wあたりに制限される。
・過リン酸
・骨粉
・リン鉱石
・リン酸二アンモニウム
・リン酸一アンモニウム
・重過リン酸石灰(triple superphosphate)
・リン酸
当該肥料中の全リンの割合は、少なくとも約0.5~約15%w/wとすることができる。
・塩化カリウム(カリの塩化物)
・硫酸カリウム
・カリウムシェーナイト(Potassium Schoenite)
・硝酸カリウム
・モラセス由来のカリ
当該肥料中の全カリウムの割合は、少なくとも約0.5~約12%w/wとすることができる。
・硫黄粉末
・硫黄(粒状)
・硫黄ベントナイト
・硫酸アンモニウム
当該肥料中の全硫黄の割合は、少なくとも約1~約16%w/wとすることができる。
-材料から大量の水分の除去。
-動物廃棄物の供給原料中に存在し得る病原体の変性。
-主スクリュの前に主バーナからの廃熱で材料を加熱する予熱スクリュ、
-その下で発火するバーナのバンクを有する主スクリュ、
-焙焼機生成物を貯蔵することができるように、温度を低下させるためのウォータージャケット付き冷却スクリュ。
以下の非限定的な例を参照して、本発明の実施形態を例示する。
肥料配合物の有効性を決定するために、本開示に従って様々な配合物を作製することができる。次いで、当業者は、どの配合物がどのタイプの土壌での使用に最適であり、どのタイプの植物がその土壌での栽培(grown)を意図されるかを決定することができる。例として異なる配合物を提案しており、内部参照のためにこれらにA~Mと記号付けすることができる。
配合物の焙焼有機成分の滅菌特性を図7に示す。
図5及び図6のフロー図は、原料から最終顆粒の包装までの方法の概略図を表す。工程は以下に概説され、図5に番号付けされている。
1.有機原料(鶏の敷料、鶏糞、及び鶏の死骸を別々の区画に入れた)。
2.すべての有機原料をリボンミキサに規定の比率(例えば、図13の表)で投入し、十分に混合した後、シュレッダに投入した。
3.焙焼方法に入る前に、混合物を小さく一貫した粒径に細断した。この工程により、一貫したサイズになるため、均一な焙焼(熱分布)が可能であった。
4.細断された混合物を焙焼機ユニットに導入し、混合物を酸素の非存在下で330℃の高温に曝露した。焙焼方法により、混合物の水分が大幅に低減された(40%の水分含有量から10%未満の水分含有量)。
5.次いで、焙焼された有機材料を、規定された比率、例えば図13の表(生成物配合組成による)の無機肥料顆粒及び結合剤と共にミキサに導入した。
6.次いで、有機及び無機の材料の混合物をハンマーミルに導入して粒子を粉砕し、さらに均質性とするために材料を混合した。最終混合ペレットの組成の均質性の一例を図10に示す。
7.次いで、粉砕され均質化された混合物を湿潤ステーションに導入し、そこで液体(水又は液体肥料又は方法からの凝縮物)を混合物に添加してペレット化の準備をした。
8.次いで、湿潤した混合物を造粒のためにペレタイザに導入する。
9.ペレタイザからの顆粒を液体(水又は方法からの凝縮物)と共に研磨機に導入して、顆粒表面をさらに研磨し、均一な球状顆粒を生成した。
10.研磨した顆粒を乾燥機に導入し、過剰な水分含有量を除去した。水分は、少なくとも約1%から最大約9%の範囲内になるまで低減させた。
11.次いで、乾燥した顆粒を、できる限り周囲冷却又はファンによって貯蔵温度まで冷却した。
12.冷却した顆粒を、塊及び大きな粒径についてさらに篩過した後、貯蔵又は包装工程に送った。
生成物に使用された動物廃棄物を様々な割合で焙焼して「基材」を生成した。これらの基材のうち4つについての栄養素分析結果を図8の表4に示す。各基材の水分含有量は変動し、厩肥/死骸(湿潤)の存在によって増加し、敷料(乾燥材料)の存在によって減少する。しかし、水分含有量の変動以外の、有機供給原料の全体的な栄養素含有量は、最終生成物中の不安定な炭素の量に有意に影響しないことが分かった。これは、得られる炭素含有量が全量の約30~約40%の範囲内であれば、改善された肥料は、焙焼された基材中の敷料/厩肥/死骸の様々な割合を許容できることを意味する。
顆粒硬度の尺度である圧壊強度は、顆粒の性能指標として使用される。圧壊強度(顆粒硬度)をさらに改善するために、造粒バインダとしてリグノスルホナートを使用して実験を行った。図9は、そのような1つの実験からの結果を示す。図9のデータから、10%未満の水分含有量では、カルシウムリグノスルファナートを有する顆粒の硬度は、バインダを有していない場合よりも有意に高いことが分かる。
焙焼及び造粒の方法を用い、複数の配合物を生成して、有機材料及び無機材料を含む肥料ペレットを製造した。
・有機材料の分解が両方の土壌タイプで観察されたが、砂質土壌でより明確に見られた。これは、砂質土壌が、粘土質と比較して栄養負荷、有機物、及び微生物活性が低いためである。
・実験期間にわたってカチオンの放出が観察され、これは、CEC、C:N比、及び不安定炭素の間の関係に反映された。
・カリウム及びリンの無機化が見られ、各焙焼有機生成物で、それらの対照と比較して無機化が増加していた。
・各焙焼有機生成物は、それらの対照と比較して、実験期間にわたって同様のアンモニウム及び硝酸塩を有していることが観察され、両方の土壌で大々的な窒素固定化が生じていないことが示された。
・高い有機含有量及び微生物活性のために、アンモニウムNが迅速に硝酸塩Nに変換されることが観察された。
・一部の焙焼有機生成物では、それらの対照と比較して、Nについて放出がより遅く、より制御されていることが観察された。
・生成物の性能は、トウモロコシ(粘土質)及びレタス(砂質)の両方について土壌よりも良好であり、収量が増加し、栄養摂取量が向上する。
・農学的効果は、粘土質土壌の肥沃度がより高いため、粘土質土壌よりも砂質土壌でより明らかである。
・生成物(B4)について異なる施用率を試験し、最適範囲を特定した。
・他のすべての処理について、2つの施用率を試験した。生成物によって様々な応答が観察された。
Claims (13)
- 分離粒子の形態の乾燥固体肥料であって、
前記乾燥固体肥料の粒子は有機材料と無機材料との均質な混合物を含み、
前記無機材料はN、P、K、及びSの栄養素の少なくとも1つを含み、
前記有機材料は、炭素不安定性であり実質的に滅菌した、有機廃棄物の生成物を含む、乾燥固体肥料。 - 動物廃棄物を焙焼に供して焙焼有機材料とした、請求項1に記載の肥料。
- 動物廃棄物が鶏の死骸を含む、請求項1又は2に記載の肥料。
- 焙焼有機材料及び無機材料が、バインダ、好ましくはレオナルダイト(leonardite)でペレット化される、請求項1~3のいずれかに記載の肥料。
- ペレット又はプリルの形態であり、各ペレット又はプリルが有機材料と無機材料との均質な混合物を含む、請求項1~4のいずれかに記載の肥料。
- 無機材料がペレット化の前に添加される、請求項5に記載の肥料。
- 離散粒子の水分含有量が、約1%より大きく約10%未満である、請求項1~6のいずれかに記載の肥料。
- 離散粒子の平均硬度が少なくとも約3.5Kg/fである、請求項1~7のいずれかに記載の肥料。
- 肥料が硝化抑制剤をさらに含む、請求項1~8のいずれかに記載の肥料。
- 硝化抑制剤がDMP及び亜鉛から選択される、請求項9に記載の肥料。
- 肥料が、非生物的ストレス制御剤、好ましくはケイ素をさらに含む、請求項1~10のいずれかに記載の肥料。
- ペレット化された肥料であって、各ペレットが有機材料と無機材料との均質な混合物を含み、前記無機材料は少なくともNPKSを含み、前記有機材料は、焙焼された鶏廃棄物を提供するために焙焼に供された鶏の死骸を含む動物廃棄物を含み、前記焙焼された鶏廃棄物は炭素不安定性であり実質的に滅菌された、ペレット化された肥料。
- 分離粒子の形態の乾燥固体肥料を調製する方法であって、
有機材料を滅菌して、炭素不安定性であり実質的に滅菌した生成物を提供する工程と、
N、P、K、及びSの少なくとも1つを含む無機材料を、前記実質的に滅菌した生成物と混合して、混合生成物を生成する工程、
前記混合生成物を結合して、前記有機材料と前記無機材料との均質な混合物を提供する工程、
前記有機材料と前記無機材料との均質な混合物の離散粒子を形成する工程、
を含む、方法。
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