MX2012010879A - Tratamiento de residuos organicos. - Google Patents
Tratamiento de residuos organicos.Info
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Abstract
La presente invención se refiere a un proceso para tratar residuo orgánico, que comprende la etapa de poner en contacto un residuo orgánico con uno o más microorganismos de por lo menos tres de las siguientes especies de microorganismos: microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp., microorganismos de Bifidobacterium sp., y microorganismos de Lactobacillus sp., el contacto se lleva a cabo bajo condiciones para por lo menos parcialmente convertir el residuo orgánico en abono orgánico.
Description
TRATAMIENTO DE RESIDUOS ORGANICOS
Campo de la Invención
La presente invención se refiere en general a un proceso para el tratamiento de residuos orgánicos. La presente invención también se refiere a una composición, un sistema y un kit para el tratamiento de residuos orgánicos.
Antecedentes de la Invención
Grandes cantidades de residuos orgánicos que se generan anualmente en plantaciones agrícolas, granjas de animales, molinos, plantas de procesamiento de alimentos y plantas industriales. La cantidad de residuos orgánicos generados ha ido en aumento cada año, al expandirse las industrias agroalimentarias . Por consiguiente, la eliminación de estos desechos ha sido una gran preocupación en los últimos años .
Los métodos convencionales de eliminación de los residuos orgánicos son los rellenos sanitarios y la incineración. Los vertederos o rellenos sanitarios requieren áreas extensas y son insalubres y desagradables. Además, los vertederos crean problemas tales como la lixiviación de los productos químicos nocivos en el suelo, contaminando el agua subterránea, y provocando la pérdida de nutrientes esenciales en el suelo. La incineración es costosa, consume mucha energía y genera problemas ambientales. Por ejemplo, Malasia,
REF. : 235787 que cuenta con más de 2.65 millones de hectáreas de plantaciones de palma aceitera y puede generar 90% de la biomasa total de residuos al año de todos los materiales cosechados, ha prohibido la quema a cielo abierto de desechos orgánicos para evitar la contaminación del aire. La Unión Europea también ha ordenado una prohibición general de los vertederos de residuos orgánicos en 2005.
El tratamiento biológico de residuos orgánicos se ha aplicado en un intento por resolver el problema de la eliminación de desechos orgánicos. El tratamiento biológico de los residuos orgánicos puede convertir los residuos orgánicos en productos inocuos y de valor añadido. Los métodos de tratamiento biológico usan microorganismos de origen natural para degradar complejos desechos contaminados con hidrocarburos en residuos no tóxicos de bajas emisiones de carbono y simples a través de la fermentación. Deseablemente, los residuos de producto de los métodos de tratamiento biológicos típicamente son inofensivos y por lo tanto, típicamente no hay necesidad de ningún proceso de post-tratamiento, almacenamiento o descarga. Sin embargo, el compostaje natural de residuos orgánicos, tales como los residuos agrícolas y estiércol animal, puede tomar hasta seis meses para madurar y alcanzar una relación de carbono a nitrógeno (relación C:N) que sea adecuada para su uso como fertilizante, y típicamente resulta en un producto con valores NPK relativamente bajos (típicamente inferiores a 2) y es por lo tanto menos útil y menos valioso como un abono orgánico .
Hay una necesidad de proporcionar un proceso para el tratamiento de residuos orgánicos que supere, o al menos atenúe, una o más de las desventajas descritas anteriormente.
Hay una necesidad de proporcionar un proceso eficaz, sencillo, rentable y respetuoso del medio ambiente para el tratamiento de residuos orgánicos para reducir la relación C:N de los residuos orgánicos y producir fertilizantes orgánicos de altos valores NPK.
Breve Descripción de la Invención
Se describe un proceso para el tratamiento de residuos orgánicos, el proceso comprende la etapa de poner en contacto un residuo orgánico con al menos uno de los siguientes microorganismos: microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp. , microorganismos de Bifidobacterium sp. y microorganismos de Lactobacillus sp., la puesta en contacto se realiza en condiciones para convertir al menos parcialmente los residuos orgánicos en abono orgánico .
De acuerdo con un primer aspecto, se proporciona un proceso para el tratamiento de residuos orgánicos, el proceso comprende la etapa de poner en contacto un residuo orgánico con uno o más microorganismos de al menos tres de las siguientes especies de microorganismos: microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp., microorganismos de Bifidobacterium sp. y microorganismos de Lactobacillus sp., la puesta en contacto se realiza en condiciones para convertir al menos en parte los residuos orgánicos en abono orgánico.
En algunas modalidades, el proceso descrito comprende la etapa de poner en contacto un residuo orgánico con al menos dos, al menos tres, al menos cuatro, al menos cinco, al menos seis, al menos siete, al menos ocho, al menos nueve, o más de los siguientes microorganismos: microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp., microorganismos de Bifidobacterium sp. y microorganismos de Lactobacillus sp.
En una modalidad, el proceso descrito comprende además la etapa de poner en contacto los residuos orgánicos con uno o más microorganismos seleccionados del grupo que consiste en microorganismos de Streptomyces sp. y microorganismos de Corynebacterium sp.
En algunas modalidades, el proceso descrito comprende además la etapa de poner en contacto los residuos orgánicos con uno, dos, tres, cuatro, cinco, seis, siete, ocho, nueve, o más microorganismos seleccionados del grupo que consiste en microorganismos de Streptomyces sp. y microorganismos de Corynebacterium sp .
En algunas modalidades, una mezcla especial de las especies de microorganismos pueden ser usada para promover la conversión de los residuos orgánicos en abono orgánico. Además, los residuos orgánicos pueden ser complementados con aditivos y nutrientes para promover aún más la conversión.
Adecuadamente, los parámetros del proceso y el consorcio de especies de microorganismos pueden ser personalizados para el tratamiento de diferentes composiciones de residuos. Más adecuadamente, la selección personalizada de los parámetros del proceso y el consorcio de especies de microorganismos acelera el proceso de tratamiento para reducir el tiempo de tratamiento de varios meses a uno a varios días. Adecuadamente, la selección personalizada de los parámetros del proceso y el consorcio de especies de microorganismos acelera el proceso de tratamiento de tal manera que la relación C:N inicial de los residuos orgánicos pueda ser sustancialmente reducida a un intervalo adecuado para usarse como abono orgánico dentro de uno a varios días .
También se describe el uso de al menos uno de los siguientes microorganismos: microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp. , microorganismos de Bifido acter-ium sp. y microorganismos de Lactobacillus sp., para el tratamiento de residuos orgánicos para producir abono orgánico, aumentar el valor NPK de un abono orgánico, aumentar el valor de potasio de un abono orgánico, reducir el olor de los residuos orgánicos, evitar la lixiviación de los nutrientes de los residuos orgánicos, o reducir la acumulación de residuos.
De acuerdo con un segundo aspecto, se proporciona el uso de uno o más microorganismos de al menos tres de las siguientes especies de microorganismos: microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp.f microorganismos de Bifidobacterium sp. y microorganismos de Lactobacillus sp., para el tratamiento de residuos orgánicos para producir abono orgánico, aumentar el valor NPK de un abono orgánico, aumentar el valor de potasio de un abono orgánico, reducir el olor de los residuos orgánicos, evitar la lixiviación de los nutrientes de los residuos orgánicos, o reducir la acumulación de residuos .
También se describe una composición para el tratamiento de un residuo orgánico, la composición que comprende al menos uno de los siguientes microorganismos: microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp., microorganismos de Bifidobacterium sp. y microorganismos de Lactobacillus sp.
De acuerdo con un tercer aspecto, se proporciona una composición para el tratamiento de un residuo orgánico, la composición comprende uno o más microorganismos de al menos tres de las siguientes especies de microorganismos: microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp., microorganismos de BifidoJbacterium sp. y microorganismos de Lactobacillus sp. ,
En una modalidad, la composición es una solución.
En una modalidad, la composición es un polvo.
De acuerdo con un cuarto aspecto, se proporciona un abono orgánico que comprende un residuo orgánico y una composición como la definida anteriormente.
También se describe un kit para uso en el tratamiento de un desecho orgánico, el kit comprende:
(a) una composición que comprende al menos uno de microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp., microorganismos de Bifidobacteriu sp. y microorganismos de Lactobacillus sp. , y
(b) instrucciones para poner en contacto la composición con un residuo orgánico en condiciones para convertir al menos en parte los residuos orgánicos en abono orgánico .
De acuerdo con un quinto aspecto, se proporciona un kit para uso en el tratamiento de un desecho orgánico, el kit comprende :
(a) una composición que comprende uno o más microorganismos de al menos tres de las siguientes especies de microorganismos: microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp. , microorganismos de Bifidobacterium sp. y microorganismos de Lactobacillus sp . , y (b) instrucciones para poner en contacto la composición con un residuo orgánico en condiciones para convertir al menos en parte los residuos orgánicos en abono orgánico .
Se describe un sistema para el tratamiento de un residuo orgánico que comprende:
(a) medios de agitación para mezclar un residuo orgánico y una composición como la definida anteriormente en una zona de tratamiento, en donde los medios de agitación comprenden al menos dos brazos situados a diferentes alturas a lo largo del eje longitudinal de la zona de tratamiento; y
(b) medios de calentamiento para calentar el residuo orgánico; en donde el medio de calentamiento está configurado para calentar los residuos orgánicos para descontaminar secuencialmente y tratar por lo menos parcialmente los residuos orgánicos.
En una modalidad, los al menos dos brazos de los medios de agitación se extienden radialmente desde el centro de la zona de tratamiento. Adecuadamente, la ubicación de los al menos dos brazos de los medios de agitación a diferentes alturas a lo largo del eje longitudinal de, y extendiéndose radialmente desde el centro de la zona de tratamiento, favorece la mezcla de los residuos orgánicos y la composición para mejorar el tratamiento de los residuos orgánicos. En particular, la ubicación de los al menos dos brazos de los medios de agitación a diferentes alturas a lo largo del eje longitudinal de la zona de tratamiento asegura que los residuos orgánicos y la composición como la definida anteriormente dispuestos en el fondo de la zona de tratamiento sean bien y rápidamente mezclados con los residuos orgánicos y la composición como la definida anteriormente dispuesta en la parte superior de la zona de tratamiento, y que la mezcla pueda alcanzar la temperatura, contenido de humedad y nivel de aireación deseados.
Definiciones
Las siguientes palabras y términos utilizados en este documento tendrán el significado que se indica:
El término "residuos orgánicos", como se usa aquí, se refiere a sustancias que contienen carbono que son de origen biológico, y pueden ser derivadas organismos vivos o anteriormente vivos .
Los términos "tratar", "tratamiento", y las variantes gramaticales de los mismos, cuando se usan aquí con referencia a un residuo orgánico se refieren al contacto de los residuos orgánicos con una composición descrita, lo que resulta en la degradación o la conversión de los compuestos químicos contenidos en los residuos orgánicos. Por ejemplo, el tratamiento puede implicar la degradación de los compuestos químicos a fin de neutralizar los compuestos olorosos contenidos en los mismos y hacer al residuo orgánico inodoro, o la conversión de los compuestos de carbono o la fijación de nitrógeno a fin de aumentar el nivel de nutrientes de los residuos orgánicos. La degradación o la conversión puede ser, por ejemplo, efectuada por las enzimas que sean secretadas por el uno o más microorganismos en la composición descrita. Ejemplos de enzimas incluyen, pero no se limitan a, celulasas, amilasas, xilanasas, galactanasas, mananasas, arabanasas, ß-1 , 3 -1 , 4 -glucanasas , glucosidasas, xilosidasas, lipasas, hemicelulasas , pectinasas, proteasas, pectina esterasas y similares.
La palabra "sustancialmente" no excluye "completamente", por ejemplo, una composición que esté "sustancialmente libre" de Y puede estar completamente libre de Y. Cuando sea necesario, la palabra "sustancialmente" puede omitirse de la definición de la invención.
A menos que se especifique lo contrario, los términos "que comprende" y "comprende" y sus variantes gramaticales, tienen la intención de representar un lenguaje "abierto" o "inclusivo" de tal manera que incluyan elementos citados, pero también permitan la inclusión de elementos no citados adicionales.
Como se usa aquí, el término "aproximadamente", en el contexto de las concentraciones de componentes de las formulaciones, normalmente significa +/- 5% del valor declarado, más típicamente +/- 4% del valor declarado, más típicamente +/- 3% del valor declarado, más típicamente +/-2% del valor indicado, incluso más típicamente +/- 1% del valor declarado, y aún más típicamente +/- 0.5% del valor indicado .
A lo largo de esta descripción, ciertas modalidades pueden ser descritas en un formato de intervalo. Se debe entender que la descripción en formato de intervalo es meramente por conveniencia y brevedad, y no se debe interpretar como una limitación inflexible sobre el alcance de los intervalos descritos. En consecuencia, se debe considerar que la descripción de un intervalo ha descrito específicamente todos los posibles sub-intervalos, así como valores numéricos individuales dentro de ese intervalo. Por ejemplo, la descripción de un intervalo tal como de 1 a 6 debería considerarse que ha descrito específicamente sub-intervalos tales como de l a 3, de l a 4, de l a 5, de 2 a 4, de 2 a 6, de 3 a 6 , etc., así como los números individuales dentro de ese intervalo, por ejemplo, 1, 2, 3, 4, 5, y 6. Esto se aplica independientemente de la amplitud del intervalo.
Ciertas modalidades también se pueden describir en este documento ampliamente y en términos generales. Cada una de las especies más estrechas y agrupaciones subgenéricas que caigan dentro de la descripción genérica forman también parte de la invención. Esto incluye la descripción genérica de las modalidades con una condición o limitación negativa que elimine cualquier materia del género, independientemente de si el material extraído está específicamente mencionado en este documento o no.
Breve Descripción de las Figuras
Las figuras acompañantes ilustran una modalidad descrita y sirven para explicar los principios de la modalidad descrita. Sin embargo, debe entenderse que los dibujos están diseñados para efectos de ilustración únicamente, y no como una definición de los límites de la invención.
La figura 1 muestra un diagrama esquemático de un sistema para tratar residuo orgánico de acuerdo con una modalidad descrita.
Descripción Detallada de la Invención
Se describirán ahora modalidades ejemplares y no limitativas de un proceso, composición, kit y sistema para el tratamiento de residuos orgánicos.
Se proporciona un proceso para el tratamiento de residuos orgánicos, el proceso comprende la etapa de poner en contacto un residuo orgánico con uno o más microorganismos de al menos tres de las siguientes especies de microorganismos: microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudo onas sp. , microorganismos de Bifidobacterium sp. y microorganismos de Lactobacillus sp., la puesta en contacto se realiza en condiciones para convertir al menos parcialmente los residuos orgánicos en abono orgánico.
Los residuos orgánicos que pueden ser tratados usando el proceso, composición, kit y sistema descritos incluyen, pero no se limitan a residuos agrícolas, residuos de alimentos, desechos orgánicos, efluente de molino, desechos municipales, aguas residuales, lodos, residuos animales y residuos industriales. Ejemplos de residuos agrícolas incluyen, pero no están limitados a, racimos de fruta vacíos (EFB, por sus siglas en inglés) de palma aceitera, suspensión de torta de decantador de palma, hollejo de oliva, mazorca de maíz, cáscara de grano de café, cáscara de arroz, paja de arroz, composta de setas usada, hojas de palma, tronco de palmera, cáscaras de nuez de palma, fibra de palma, efluente de granja, desechos de rastros, recortes de flores, abono de flor gastado, paja de trigo, residuos de frutas, residuos vegetales, y similares. Ejemplos de residuos animales incluyen, pero no están limitados a, animales muertos, plumas de animales, partes de animales (tales como intestinos de animales) y estiércol animal, tal como estiércol de aves de corral, estiércol de ganado vacuno, estiércol de cabra, estiércol de caballo, estiércol de oveja, y estiércol de cerdo. El efluente de molino puede ser, por ejemplo, un efluente de molino de aceite de palma (POME, por sus siglas en inglés) y lodos de POME.
Los residuos orgánicos a tratar en el proceso descrito se pueden seleccionar con base en criterios tales como la disponibilidad debido, por ejemplo, a la variabilidad geográfica o estacional, el costo, conveniencia, el producto y propiedades de producto deseados, y similares. Por ejemplo, en las regiones productoras de aceite de palma, aproximadamente 8 millones de toneladas de racimos de fruta vacíos (EFB) se generan anualmente, y por lo tanto proporciona una fuente abundante de los residuos orgánicos que pueden ser tratados mediante el proceso descrito para convertir al menos parcialmente los EFB en abono orgánico útil. Del mismo modo, una planta de procesamiento de alimentos típica puede generar entre aproximadamente 1.5 a aproximadamente 2 toneladas de lodos al día, mientras que un matadero de aves puede generar alrededor de 300 metros cúbicos/día de aguas residuales, que se traducen en fuentes abundantes de residuos orgánicos para su uso en el proceso descrito .
Un solo tipo de residuos orgánicos se puede usar en el proceso descrito, o cualquier combinación de más de un tipo de residuo orgánico puede ser utilizada. Por ejemplo, EFB se puede usar junto con estiércol de pollo, o residuos de alimentos se pueden usar junto con lodos de POME. Otros ejemplos de combinaciones de residuos orgánicos incluyen, pero no están limitados a, una combinación de estiércol de pollo con pollos muertos, una combinación de estiércol de pollo con plumas de pollo, una combinación de EFB con estiércol de pollo, una combinación de EFB con estiércol de pollo y POME, y una combinación de EFB y lodos de POME.
Los residuos orgánicos pueden ser pre-procesados antes de ser usados en el proceso descrito. Por ejemplo, un residuo orgánico sólido es típicamente pre-procesado para obtener el tamaño de partícula deseado. El tamaño de partícula es un parámetro importante en la determinación de la eficacia del proceso de tratamiento. El tamaño de partícula de los residuos orgánicos para su uso en el proceso descrito es preferiblemente de alrededor de 1 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 2 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 3 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 4 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 5 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 6 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 7 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 8 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 9 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 10 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 11 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 12 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 13 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 14 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 15 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 16 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 17 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 18 mm a aproximadamente 20 mm, de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 19 mm, de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 18 mm, de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 17 mm, de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 16 mm, de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 15 mm, de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 14 mm, de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 13 mm, de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 12 mm, de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 11 mm, de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 10 mm, de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 9 mm, de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 8 mm, de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 7 mm, de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 6 mm, de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 5 mm, o de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 4 mm, o de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 3 mm . Más preferiblemente, el tamaño de partícula de los residuos orgánicos es de aproximadamente 5 mm a aproximadamente 10 mm.
Del mismo modo, un residuo líquido orgánico tal como los residuos de las plantas de procesamiento de alimentos o mataderos puede ser pre-procesado antes de ser usado en el proceso descrito. Típicamente, los materiales sólidos grasos y proteínicos en tales desechos son separados por un tanque de flotación por aire disuelto (DAF, por sus siglas en inglés) , después de lo cual las partículas de alimentos se desvían hacia dentro de un tanque de decantación dejando el líquido tratado por DAF para ser bombeado a un tanque de aireación para procesamiento adicional. Lodos del tanque DAF, así como los materiales sólidos se pueden recoger para su uso en el proceso descrito.
Otra etapa de pre-proceso típico es ajustar el contenido de humedad de los residuos orgánicos . Esto es porque el contenido de humedad de los residuos orgánicos varía ampliamente dependiendo de la fuente, y determina la disponibilidad de material de desecho que puede ser potencialmente convertido en abono orgánico. Preferiblemente, la humedad inicial de los residuos orgánicos es aproximadamente 25% (en peso) a aproximadamente 70% (en peso) . Por ejemplo, la humedad inicial de los residuos orgánicos puede ser de aproximadamente 25% (en peso) a aproximadamente 70% (en peso) , de aproximadamente 25% (en peso) a aproximadamente 60% (en peso) , de aproximadamente 25% (en peso) a aproximadamente 50% (en peso) , de aproximadamente 25% (en peso) a aproximadamente 40% (en peso) , de aproximadamente 25% (en peso) a aproximadamente 35% (en peso) , de aproximadamente 25% (en peso) a aproximadamente 30% (en peso) , de aproximadamente 30% (en peso) a aproximadamente 70% (en peso) , de aproximadamente 40% (en peso) a aproximadamente 70% (en peso) , de aproximadamente 50% (en peso) a aproximadamente 70% (en peso) , de aproximadamente 60% (en peso) a aproximadamente 70% (en peso ) , aproximadamente 65% (en peso) a aproximadamente 70% (en peso) , de aproximadamente 30% (en peso) a aproximadamente 65% (en peso) , de aproximadamente 35% (en peso) a aproximadamente 60% (en peso) , de aproximadamente 40% (en peso) a aproximadamente 55% (en peso) , o aproximadamente 45% (en peso) a aproximadamente 50% (en peso) . En una modalidad, el contenido de humedad de los residuos orgánicos es de aproximadamente 30% (en peso) a aproximadamente 65% (en peso) . En otra modalidad, el contenido de humedad de los residuos orgánicos es de aproximadamente 35% (en peso) a aproximadamente 60% (en peso) . En aún otra modalidad, el contenido de humedad de los residuos orgánicos es de aproximadamente 50% (en peso) a aproximadamente 60% (en peso) .
Cuando el contenido de humedad de los residuos orgánicos no se encuentre dentro de los intervalos preferidos, el contenido de humedad de los residuos orgánicos se puede ajustar de manera que caiga dentro de los intervalos preferidos por medios que sean bien conocidos por los expertos en la técnica. Por ejemplo, cuando el contenido de humedad caiga por debajo de los intervalos preferidos, los residuos orgánicos se pueden rociar con agua de manera que el contenido de humedad se incremente hasta un nivel preferido. En cambio, cuando el contenido de humedad esté por encima de los intervalos preferidos, se puede aplicar pre-secado a los residuos orgánicos para reducir el contenido de humedad hasta el nivel deseado. Alternativamente, el contenido de humedad puede ser reducido mediante la mezcla de los residuos orgánicos con otros residuos orgánicos que estén secos o que tengan menores contenidos de humedad, tales como cáscara de arroz, paja de arroz, aserrín, y similares, para alcanzar el nivel de contenido de humedad deseado.
Típicamente, el contenido de humedad inicial se mantiene durante al menos aproximadamente 4 h a aproximadamente 10 h, al menos aproximadamente 5 h a aproximadamente 10 h, al menos aproximadamente 6 h a aproximadamente 10 h, al menos aproximadamente 7 h a aproximadamente 10 h, al menos alrededor de 8 h a alrededor de 10 h, al menos aproximadamente 9 h a aproximadamente 10 h, al menos aproximadamente 4 h a aproximadamente 9 h, al menos aproximadamente 4 h a aproximadamente 8 horas , al menos aproximadamente 4 h a aproximadamente 7 h, al menos aproximadamente 4 h a aproximadamente 6 h, o al menos aproximadamente 4 h a aproximadamente 5 h desde el inicio del proceso. A partir de entonces, el contenido de humedad se reduce preferentemente a aproximadamente 10% (en peso) a aproximadamente 22% (en peso) , más preferiblemente a aproximadamente 13% (en peso) a aproximadamente 21% (en peso) , y lo más preferiblemente a aproximadamente 15% (en peso) a aproximadamente 20% (en peso) . Por ejemplo, el contenido de humedad se puede reducir a aproximadamente 10% (en peso) a aproximadamente 21% (en peso) , de aproximadamente 10% (en peso) a aproximadamente 20% (en peso) , de aproximadamente 10% (en peso) a aproximadamente 19% (en peso) , de aproximadamente 10% (en peso) a aproximadamente 18% (en peso) , de aproximadamente 10% (en peso) a aproximadamente 17% (en peso) , de aproximadamente 10% (en peso) a aproximadamente 16% (en peso) , de aproximadamente 10% (en peso) a aproximadamente 15% (en peso) , de aproximadamente 10% (en peso) a aproximadamente 14% (en peso) , de aproximadamente 10% (en peso) a aproximadamente 13% (en peso) , de aproximadamente 10% (en peso) a aproximadamente 12% (en peso) , de aproximadamente el 10% (en peso) a aproximadamente 11% (en peso) , de aproximadamente el 11% (en peso) a aproximadamente 22% (en peso) , de aproximadamente 12% (en peso) a aproximadamente 22% (en peso) , de aproximadamente 13% (en peso) a aproximadamente 22% (en peso) , de aproximadamente 14% (en peso) a aproximadamente 22% (en peso) , de aproximadamente 15% (en peso) a aproximadamente 22% (en peso) , de aproximadamente 16% (en peso) a aproximadamente 22% (en peso) , de aproximadamente 17 % (en peso) a aproximadamente 22% (en peso) , de aproximadamente 18% (en peso) a aproximadamente 22% (en peso) , de aproximadamente 19% (en peso) a aproximadamente 22% (en peso) , de aproximadamente 20% (en peso) a aproximadamente 22% (en peso) , o de aproximadamente 21% (en peso) a aproximadamente 22% (en peso) . Adecuadamente, el contenido de humedad reducido promueve la conversión eficiente de los residuos orgánicos en abono orgánico por los microorganismos debido a que algunos de los microorganismos son más eficaces en la conversión de los residuos orgánicos a contenidos de humedad reducidos.
Normalmente, los residuos orgánicos también se calientan a aproximadamente 80°C a aproximadamente 175 °C, aproximadamente 90 °C a aproximadamente 175°C, aproximadamente 100°C a aproximadamente 175°C, aproximadamente 110 °C a aproximadamente 175°C, aproximadamente 120°C a aproximadamente 175°C, aproximadamente 130°C a aproximadamente 175°C, aproximadamente 140°C a aproximadamente 175°C, aproximadamente 150°C a aproximadamente 175°C, aproximadamente 160°C a aproximadamente 175°C, aproximadamente 170°C a aproximadamente 175°C, aproximadamente 80 °C a aproximadament 170°C, aproximadamente 80°C a aproximadamente 160°C aproximadamente 80°C a aproximadamente 150°C, aproximadament 80°C a aproximadamente 140°C, aproximadamente 80°C a aproximadamente 130°C, aproximadamente 80°C a aproximadamente 120°C, aproximadamente 80°C a aproximadamente 110°C, aproximadamente 80°C a aproximadamente 100°C, aproximadamente 80 °C a aproximadamente 90°C, aproximadamente 90°C a aproximadamente 160°C, aproximadamente 100 °C a aproximadamente 150°C, aproximadamente 110°C a aproximadamente 140°C, o aproximadamente 120°C a aproximadamente 130°C para eliminar los microorganismos no deseados, tales como microorganismos de Shigella sp. y microorganismos de Salmonella sp . a partir de los residuos orgánicos antes de ser utilizados en el proceso descrito. Tales microorganismos no deseados no sólo son perjudiciales para la manipulación humana del producto del proceso, sino que también pueden interferir con la conversión efectuada por los microorganismos seleccionados en la composición descrita.
Después del pre-tratamiento de calentamiento, los residuos orgánicos o combinación de más de un tipo de residuo orgánico, se pueden combinar opcionalmente con otros aditivos o nutrientes para mejorar la conversión de los residuos orgánicos por los microorganismos o para aumentar el nivel de nutrientes del abono orgánico producido por el proceso descrito. Tales aditivos pueden ser, por ejemplo, fuentes de carbono, tales como ceniza, aserrín, hojas secas, virutas de madera, y similares.
El residuo orgánico, o mezcla de residuos orgánicos, se enfría típicamente a aproximadamente 35°C a aproximadamente 75 °c, aproximadamente 40°C a aproximadamente 75°C, aproximadamente 45°C a aproximadamente 75°C, aproximadamente 50 °C a aproximadamente 75°C, aproximadamente 55 °C a aproximadamente 75°C, aproximadamente 60°C a aproximadamente 75°C, aproximadamente 65°C a aproximadamente 75°C, aproximadamente 70°C a aproximadamente 75°C, aproximadamente 35°C a aproximadamente 70°C, aproximadamente 35 °C a aproximadamente 65°C, aproximadamente 35°C a aproximadamente 60°C, aproximadamente 35°C a aproximadamente 55°C, aproximadamente 35 °C a aproximadamente 50°C, aproximadamente 35°C a aproximadamente 45 °C, o aproximadamente 35 °C a aproximadamente 40°C antes de la siembra con los microorganismos seleccionados. Preferiblemente, los residuos orgánicos, o mezcla de residuos orgánicos, se enfrían a aproximadamente 50°C a aproximadamente 65°C, aproximadamente 51°C a aproximadamente 65°C, aproximadamente 52°C a aproximadamente 65°C, aproximadamente 53 °C a aproximadamente 65 °C, aproximadamente 54 °C a aproximadamente 65°C, aproximadamente 55°C a aproximadamente 65 °C, aproximadamente 56°C a aproximadamente 65°C, aproximadamente 57°C a aproximadamente 65 °C, aproximadamente 58 °C a aproximadamente 65 °C, aproximadamente 59°C a aproximadamente 65°C, aproximadamente 60 °C a aproximadamente 65°C, aproximadamente 61°C a aproximadamente 65 °C, aproximadamente 62 °C a aproximadamente 65°C, aproximadamente 63 °C a aproximadamente 65°C, aproximadamente 64 °C a aproximadamente 65 °C, aproximadamente 55°C a aproximadamente 6 °C, aproximadamente 55°C a aproximadamente 63 °C, aproximadamente 55 °C a aproximadamente 62°C, aproximadamente 55 °C a aproximadamente 61°C, aproximadamente 55°C a aproximadamente 60 °C, aproximadamente 55°C a aproximadamente 59 °C, aproximadamente 55°C a aproximadamente 58 °C, aproximadamente 55°C a aproximadamente 57 °C, o aproximadamente 55°C a aproximadamente 56°C. Una vez que los residuos orgánicos, o mezcla de residuos orgánicos, se siembran con los microorganismos seleccionados, las condiciones dentro de la zona de tratamiento pueden ser controladas y monitoreadas de manera que las condiciones se puedan mantener a un valor óptimo requerido para mejorar la conversión de los residuos orgánicos en abono orgánico. Las condiciones que deben monitorearse pueden incluir la humedad, temperatura, aireación, suministro de nutrientes, y pH. Los valores óptimos para tales condiciones típicamente dependen de la selección de los microorganismos en la composición de microorganismos .
En una modalidad, no se aplica control de pH y el proceso se deja proceder al valor de pH del residuo o residuos orgánicos utilizado (s) . Típicamente, el pH de los residuos orgánicos es de aproximadamente 3 a aproximadamente 10, aproximadamente 4 a aproximadamente 10, aproximadamente 5 a aproximadamente 10, aproximadamente 6 a aproximadamente 10, aproximadamente 7 a aproximadamente 10, aproximadamente 8 a aproximadamente 10, aproximadamente 9 a aproximadamente 10, aproximadamente 3 a aproximadamente 9, aproximadamente 3 a aproximadamente 8, aproximadamente 3 a aproximadamente 7, aproximadamente 3 a aproximadamente 6 , aproximadamente 3 a aproximadamente 5 , o aproximadamente 3 a aproximadamente 4. Por ejemplo, el pH de EFB es de aproximadamente 6, el pH de las cascaras de cítricos es de aproximadamente 4 , y el pH de estiércol de pollo es de aproximadamente 9.
En otra modalidad, el pH se controla a valores de aproximadamente 3 a aproximadamente 10, aproximadamente 4 a aproximadamente 10, aproximadamente 5 a aproximadamente 10, aproximadamente 6 a aproximadamente 10, aproximadamente 7 a aproximadamente 10, aproximadamente 8 a aproximadamente 10, aproximadamente a 9 aproximadamente 10, aproximadamente 3 a aproximadamente 9 , aproximadamente 3 a aproximadamente 8 , aproximadamente 3 a aproximadamente 7 , aproximadamente 3 a aproximadamente 6 , aproximadamente 3 a aproximadamente 5 , o aproximadamente 3 a aproximadamente 4. El control del pH se puede aplicar, por ejemplo, mediante la adición de un regulador de pH apropiado, tal como un regulador de pH de fosfato, un regulador de pH de acetato, un regulador de pH Tris, y similares.
Los microorganismos útiles en el proceso descrito son aquellos que son capaces de degradar compuestos de carbono o fijar compuestos de nitrógeno. Adecuadamente, cultivos mixtos de los microorganismos se utilizan con el fin de obtener un amplio espectro de degradación o fijación.
En una modalidad, se proporciona una composición que comprende al menos uno de microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp., microorganismos de Bifidobacterium sp. y microorganismos de Lactobacillus sp.
En otra modalidad, se proporciona una composición que comprende uno o más microorganismos de al menos tres de las siguientes especies de microorganismos : microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp., microorganismos de Bifidobacterium sp. y microorganismos de Lactobacillus sp.
En aún otra modalidad, se proporciona una composición que comprende uno o más microorganismos de cada una de las siguientes especies de microorganismos: microorganismos de Bacillus sp . , microorganismos de Pseudomonas sp., microorganismos de Bifidobacteriuin sp. y microorganismos de Lactobacillus sp.
Los microorganismos de Bacillus sp. se seleccionan preferiblemente del grupo que consiste en Bacillus pumilus, Bacillus stearothermophilus, Bacillus brevis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Bacillus sphearieus, y Bacillus licheniformis . Los microorganismos de Pseudo onas sp. se seleccionan preferiblemente del grupo que consiste en Pseudomonas alcaligenes y Pseudomonas marinoglutinosa, la Bijfidojacteriu-T! sp. es preferiblemente Bifidobacterium thermophilus, y los microorganismos de Lactobacillus sp. se seleccionan preferiblemente del grupo que consiste en Lactobacillus casei, Lactobacillus planatarum, y Lactobacillus fermentus.
La composición puede comprender además uno o más microorganismos seleccionados del grupo que consiste en microorganismos de Streptomyces sp. y microorganismos de CorynejbacteriuiT? sp. Un microorganismo de Streptomyces sp. preferido es «Streptojnyces pactum, mientras que un microorganismo de Corynejacterium sp preferido es Corynebacterium striafcum.
La composición puede comprender una única especie de microorganismos, por ejemplo uno de microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp., microorganismos de Bifidobacterium sp. o microorganismos de Lactobacillus sp., con uno o ambos de microorganismos de Streptomyces s . o microorganismos de Corynejacterium sp. Alternativamente, la composición puede comprender más de una especie de microorganismos seleccionados de microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp.; microorganismos de Bifidobacterium sp. y microorganismos de Lactobacillus sp., con uno o ambos de microorganismos de Streptomyces sp. o microorganismos de Corynejbacteriiun sp.
En otra modalidad, la composición comprende al menos dos de microorganismos de Bacillus sp. , microorganismos de Pseudo onas sp., microorganismos de Bifidobacterium sp. y microorganismos de Lactobacillus sp.
En otra modalidad, la composición comprende al menos tres de microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp., microorganismos de Bifidobacterium sp. y microorganismos de Lactobacillus s .
En una modalidad preferida, la composición comprende las cuatro especies de microorganismos: microorganismos de Bacillus sp.( microorganismos de Pseudomonas sp., microorganismos de Bifidobacterium sp. y microorganismos de Lactobacillus sp . , con uno de microorganismos de Streptomyces sp. o microorganismos de Corynejacterium sp .. En una modalidad más preferida, la composición comprende las cuatro especies de microorganismos: microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp., microorganismos de Bifidobacterium sp. y microorganismos de Lactobacillus sp . , con tanto microorganismos de Streptomyces sp. como microorganismos de Corynebacterium sp. En una modalidad más preferida, la composición comprende Streptomyces pactum, Corynebacterium striatum, Bacillus pumilus, Bacillus stearother ophilus, Bacillus brevis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Bacillus sphearieus, Bacillus licheniformis, Pseudomonas alcaligenes, Pseudomonas marinoglutinosa, Bifidobacterium thermophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus planatarum y Lactobacillus Fer entus .
En otra modalidad, la composición comprende uno, dos, tres, cuatro, o más microorganismos de microorganismos de Bacillus sp.
En otra modalidad, la composición comprende uno, dos, tres, cuatro, o más microorganismos de microorganismos de Pseudomonas sp .
En una modalidad, la composición comprende uno, dos, tres, cuatro, o más microorganismos de microorganismos de Bifidobacterium sp.
En una modalidad, la composición comprende uno, dos, tres, cuatro, o más microorganismos de microorganismos de Lactobacillus sp.
En una modalidad, la composición comprende uno, dos, tres, cuatro, o más microorganismos de microorganismos de Streptomyces sp .
En una modalidad, la composición comprende uno, dos, tres, cuatro, o más microorganismos de microorganismos de Corynebacterium sp.
La selección de los microorganismos puede depender del tipo de residuo orgánico que se va a tratar.
Los microorganismos seleccionados pueden combinarse con otros aditivos para formar la solución de microorganismos. El contenido de microorganismos de la solución de microorganismos puede comprender de aproximadamente 5% (en volumen) a aproximadamente 50% (en volumen) de microorganismos, alrededor de 10% (en volumen) a aproximadamente 50% (en volumen) de microorganismos, alrededor de 15% (en volumen) a aproximadamente 50% (en volumen) de microorganismos, aproximadamente 20% (en volumen) a aproximadamente 50% (en volumen) de microorganismos, alrededor de 25% (en volumen) a aproximadamente 50% (en volumen) de microorganismos, alrededor de 30% (en volumen) a aproximadamente 50% (en volumen) de microorganismos, aproximadamente 35% (en volumen) a aproximadamente 50% (en volumen) de microorganismos, alrededor de 40% (en volumen) a aproximadamente 50% (en volumen) de microorganismos, alrededor de 45% (en volumen) a aproximadamente 50% (en volumen) de microorganismos, alrededor de 5% (en volumen) a aproximadamente 40% (en volumen) de microorganismos, alrededor de 5% (en volumen) a aproximadamente 30% (en volumen) de microorganismos, alrededor de 5% (en volumen) a aproximadamente 20% (en volumen) de microorganismos, o alrededor de 5% (en volumen) a aproximadamente 15% (en volumen) de microorganismos en un cultivo de microorganismos .
En una modalidad preferida, el contenido de microorganismos de la solución de microorganismos comprende aproximadamente 10% (en volumen) a aproximadamente 20% (en volumen) .
La solución de microorganismos puede comprender además aditivos y nutrientes para los microorganismos que sean útiles para promover el crecimiento de los microorganismos y mejorar su actividad de degradación o fijación de nitrógeno en los residuos orgánicos para mejorar de esta forma la eficacia y la eficiencia del proceso descrito. Los aditivos pueden incluir catalizadores biológicos (tales como oxigenasas y monooxigenasas) , reguladores de pH (tales como regulador de pH de fosfato) , diluyentes y tensioactivos (tales como sorbitán, polisorbatos, ásteres de sorbitán y poloxámeros) . Ejemplos de nutrientes típicamente incluidos en la solución de microorganismos para aumentar el crecimiento microbiano y la actividad de degradación incluyen carbohidratos (tales como glucosa, fructosa, maltosa, sacarosa y almidón) ; otras fuentes de carbono (tales como manitol, sorbitol y glicerol) ; fuentes de nitrógeno (tales como urea, sales de amonio, aminoácidos o proteínas crudas, extracto de levadura, peptona, hidrolizados de caseína y extractos de salvado de arroz) ; y compuestos inorgánicos (tales como sulfato de magnesio, fosfato de sodio, fosfato de potasio, cloruro de sodio, cloruro de calcio y nitrato de amonio) .
La solución de microorganismos se mantiene preferiblemente fría bajo refrigeración hasta justo antes de su aplicación a los residuos orgánicos. En algunas modalidades, la solución de microorganismos puede conservarse a temperatura ambiente (es decir aproximadamente a 25°C) durante hasta aproximadamente 4 horas .
Alternativamente, los microorganismos pueden ser recuperados por centrifugación, mezclados con un agente protector o cargas tales como carbonato de calcio, sémola de maíz, harina de maíz, salvado de arroz desengrasado, salvado de trigo, leche en polvo descremada, y similares, y después liofilizados al vacío. El polvo resultante de los microorganismos puede ser re-suspendido, mezclado o disuelto en un solvente adecuado antes de su uso. Adecuadamente, la forma en polvo de microorganismos secos es más estable, y puede resistir largos periodos de almacenamiento y facilita la manipulación y el transporte. El polvo de microorganismos puede además ser procesado en esferas o gránulos.
El polvo de microorganismos puede contener de aproximadamente 1 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 15 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 1 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 14 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 1 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 13 x 10 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 1 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 12 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 1 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 11 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 1 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 10 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 1 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 9 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 1 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 8 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 1 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 7 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 1 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 6 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 1 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 5 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 1 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 4 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 1 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 3 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 1 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 2 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 2 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 15 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 3 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 15 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 4 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 15 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 5 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 15 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 6 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 15 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 7 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 15 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 8 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 15 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 9 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 15 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 10 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 15 x 10 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 11 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 15 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 12 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 15 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, de aproximadamente 13 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 15 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo, o de aproximadamente 14 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 15 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo. En una modalidad, el polvo de microorganismos contiene de aproximadamente 2 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a aproximadamente 6 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo.
Tras la aplicación a los residuos orgánicos, la mezcla de residuos orgánicos y microorganismos se trata durante aproximadamente 0.5 h a aproximadamente 4 h, aproximadamente 1 h a alrededor de 4 h, aproximadamente 1.5 h a aproximadamente 4 h, aproximadamente 2 h a aproximadamente 4 h, aproximadamente 2.5 h a alrededor de 4 h, aproximadamente 3 h a aproximadamente 4 h, aproximadamente 3.5 h a aproximadamente 4 h, aproximadamente 0.5 h a aproximadamente 3.5 h, aproximadamente 0.5 h a alrededor de 3 h, aproximadamente 0.5 h a aproximadamente 2.5 h, aproximadamente 0.5 h a alrededor de 2 h, aproximadamente 0.5 h a aproximadamente 1.5 h, o aproximadamente 0.5 h a alrededor de 1 h. En una modalidad, la mezcla se trata durante aproximadamente 2 h.
El proceso puede comprender además el paso de airear los residuos orgánicos, por ejemplo mediante el bombeo de aire desde compresores de aire durante el tratamiento. El aire puede ser suministrado continuamente durante el tratamiento, o puede ser proporcionado periódicamente de acuerdo con un régimen predeterminado. Por ejemplo, el aire puede ser bombeado durante aproximadamente 10 min a aproximadamente 30 min, aproximadamente 10 min a aproximadamente 20 min, aproximadamente 10 a aproximadamente 15 min, aproximadamente 15 min a aproximadamente 30 min, o aproximadamente 20 min a aproximadamente 30 min, detenido durante aproximadamente 10 min a aproximadamente 30 min, aproximadamente 10 min a aproximadamente 20 min, aproximadamente 10 min a aproximadamente 15 min, aproximadamente 15 min a aproximadamente 30 min, o aproximadamente 20 min a aproximadamente 30, y bombeado de nuevo durante aproximadamente 10 min a aproximadamente 30 min, aproximadamente 10 min a aproximadamente 20 min, aproximadamente 10 min a aproximadamente 15 min, aproximadamente 15 min a aproximadamente 30 min, o aproximadamente 20 min a aproximadamente 30. En una modalidad, el aire se bombea durante alrededor de 10 min, se detiene durante aproximadamente 20 min, y se bombea de nuevo durante aproximadamente 10 min.
El proceso puede ser dejado proceder durante un periodo de tiempo hasta que el nivel de los compuestos a ser degradados o convertidos alcance el nivel objetivo. Por ejemplo, el proceso se puede permitir que continúe hasta que el valor NPK alcance el nivel objetivo de aproximadamente 5 a aproximadamente 12, aproximadamente 6 a aproximadamente 12, aproximadamente 7 a aproximadamente 12, aproximadamente 8 a aproximadamente 12, aproximadamente 9 a aproximadamente 12, aproximadamente 10 a aproximadamente 12, aproximadamente 11 a aproximadamente 12, aproximadamente 5 a aproximadamente 11, aproximadamente 5 a aproximadamente 10, aproximadamente 5 a aproximadamente 9, aproximadamente 5 a aproximadamente 8, aproximadamente 5 a aproximadamente 7, o aproximadamente 5 a aproximadamente 6. Adecuadamente , un mayor valor NPK se traduce en un abono más eficaz porque se tiene que usar una menor cantidad de abono para promover el crecimiento de plantas en comparación con un abono que tiene un valor NPK inferior. Un abono orgánico con un mayor valor NPK es por lo tanto más rentable que un abono orgánico con un valor NPK inferior .
Alternativamente, o simultáneamente, el proceso puede ser dejado proceder hasta que la relación C:N de los residuos orgánicos se reduzca a un intervalo adecuado para el uso como abono orgánico. Antes de la conversión en abono, la relación C:N de un residuo orgánico es típicamente alta e inadecuada para el uso como fertilizante para promover el crecimiento de las plantas. Cuando el proceso de conversión alcanza la madurez, la relación C:N se puede reducir de aproximadamente 80:1 a aproximadamente 20:1 dependiendo de los residuos orgánicos utilizados como materia prima. Preferiblemente, la relación C:N se reduce a un intervalo de aproximadamente 5:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 6:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 7:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 8:1 a aproximadamente 30:1, 9:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 10:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 11:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 12:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 13:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 14:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 15:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 16:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 17:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 18:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 19:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 20:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 21:01 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 22:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 23:1 a aproximadamente 30: 1, aproximadamente 24:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 25:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 26:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 27:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 28:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 29:1 a aproximadamente 30:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 29:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 28:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 27:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 26:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 25:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 24:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 23:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 22:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 21:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 20:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 19:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 18:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 17:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 16:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 15:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 14:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 13:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 12:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 11:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 10:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 9:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 8:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 7:1, aproximadamente 5:1 a aproximadamente 6:1, aproximadamente 10:1 a aproximadamente 25:1, aproximadamente 10:1 a aproximadamente 20:1, aproximadamente 10:1 a aproximadamente 15:1, aproximadamente 15:1 a aproximadamente 25:1, aproximadamente 15:1 a aproximadamente 20:1, o aproximadamente 20:1 a aproximadamente 25:1. En una modalidad, la relación C:N se reduce a un intervalo de aproximadamente 15:1 a aproximadamente 20:1.
El periodo del tratamiento requerido puede depender de factores tales como el nivel NPK inicial y/o relación C:N del residuo orgánico que será tratado, el tipo y concentración de los microorganismos usados, y las condiciones de tratamiento aplicadas en el proceso. Típicamente, el periodo de tratamiento es de al menos aproximadamente 18 horas. Por consiguiente, el periodo de tratamiento puede ser por ejemplo de aproximadamente 18 h a alrededor de 30 h, aproximadamente 19 h a alrededor de 30 h, aproximadamente 20 h a alrededor de 30 h, aproximadamente 21 h a alrededor 30 h, aproximadamente 22 h a alrededor de 30 h, aproximadamente 23 h a alrededor de 30 h, aproximadamente 24 h a alrededor de 30 h, aproximadamente 25 h a alrededor de 30 h, aproximadamente 26 h a alrededor de 30 h, aproximadamente 27 h a alrededor de 30 h, aproximadamente 28 h a alrededor de 30 h, aproximadamente 29 h a alrededor de 30 h, aproximadamente 18 h a alrededor de 29 h, aproximadamente 18 h a alrededor de 28 h, aproximadamente 18 h a alrededor de 27 h, aproximadamente 18 h a alrededor de 26 h, aproximadamente 18 h a alrededor de 25 h, aproximadamente 18 h a alrededor de 24 h, aproximadamente 18 h a alrededor de 23 h, aproximadamente 18 h a alrededor de 22 h, aproximadamente 18 h a alrededor de 21 h, aproximadamente 18 h a alrededor de 20 h, o aproximadamente 18 h a alrededor de 19 h. En una modalidad, el periodo de tratamiento es de aproximadamente 22 h. Adecuadamente, el valor NPK deseado de aproximadamente 5 a alrededor de 12 y la relación C:N deseada de aproximadamente 5:1 a alrededor de 30:1 se pueden lograr en aproximadamente 18 a alrededor de 30 h.
Cuando el periodo de tratamiento es prolongado, el proceso puede comprender la etapa de dosificar el residuo orgánico con una solución de microorganismos. La solución de microorganismos puede ser una que haya sido preparada a partir de un polvo de microorganismos como el descrito arriba. Adecuadamente, la dosis promueve el mantenimiento de la población de microorganismos durante los periodos de tratamiento prolongados .
En una modalidad, la dosificación se lleva a cabo en un régimen de dosificación de aplicar solución de microorganismos al residuo orgánico aproximadamente cada 2 h a alrededor de cada 5 h, alrededor de cada 3 h a aproximadamente cada 5 h, aproximadamente cada 4 h a alrededor de cada 5 h, aproximadamente cada 2 h a alrededor de cada 4 h, o aproximadamente cada 2 h a alrededor de cada 3 h. El régimen de dosificación llevado a cabo puede determinarse con base en factores tales como la carga de tratamiento, el tipo de residuo orgánico que será tratado, la concentración de compuestos en el residuo orgánico que será degradado o convertido, el periodo del tiempo dentro del cual el tratamientos e va a completar y la concentración de los microorganismos en la solución.
Después del tratamiento del residuo orgánico, el producto de residuo orgánico tratado se deja típicamente enfriar durante aproximadamente 2 h a alrededor de 6 h, aproximadamente 3 h a alrededor de 6 h, aproximadamente 4 h a alrededor de 6 h, aproximadamente 5 h a alrededor de 6 h, aproximadamente 2 h a alrededor de 5 h, aproximadamente 2 h a alrededor de 4 h, aproximadamente 2 h a alrededor de 3 h, aproximadamente 3 h a alrededor de 5 h, o aproximadamente 3 h a alrededor de 4 h. El enfriamiento puede llevarse a cabo al burbujear aire en el residuo orgánico tratado.
El residuo orgánico enfriado es luego típicamente dejado añejar durante aproximadamente 1 día a alrededor de 5 días, 2 días a alrededor de 5 días, 3 días a alrededor de 5 días, 4 días a alrededor de 5 días, aproximadamente 1 día a alrededor de 4 días, aproximadamente 1 día a aproximadamente 3 días, o aproximadamente 1 día a alrededor de 2 días, para formar un producto de abono orgánico antes de ser envasado. En una modalidad, el residuo orgánico enfriado se deja añejar durante 2 días .
En una modalidad, se proporciona un abono orgánico que comprende un residuo orgánico y una composición descrita.
En una modalidad, se proporciona un kit que comprende una composición de microorganismos como la definida arriba, e instrucciones para contactar la composición con un residuo orgánico bajo condiciones para por lo menos convertir parcialmente el residuo orgánico en abono orgánico. El kit puede comprender además uno o más aditivos o nutrientes como los definidos arriba para aumentar el crecimiento de los microorganismos en la composición. En una modalidad, una o más composiciones de microorganismos pueden ser provistas en un kit.
El proceso descrito puede llevarse a cabo en un sistema como el descrito en la presente. El sistema puede comprender medios de agitación para mezclar un residuo orgánico y una composición descrita en una zona de tratamiento. Los medios de agitación comprenden de preferencia al menos dos brazos ubicados a diferentes alturas a lo largo del eje longitudinal de la zona de tratamiento, en donde los por lo menos dos brazos del medio de agitación se extiendan radialmente desde el centro de la zona de tratamiento. Los brazos del medio de agitación pueden ser de cualquier forma o geometría que asegure que el residuo orgánico y composición descrita dispuesta en el fondo de la zona de tratamiento se mezclen rápidamente y bien con el residuo orgánico y la composición descrita dispuesta en la parte superior de la zona de tratamiento, y que la mezcla pueda lograr la temperatura, contenido de humedad y nivel de aireación deseados. Por ejemplo, los brazos pueden ser curvos, rectangulares, cuadrados, en forma de U, en forma de U invertida, en forma de L, en forma de T, simétricos, asimétricos, planos, angulados, helicoidales, en forma de propulsor o en forma de muesca.
El sistema también puede comprender medios de calentamiento para calentar el residuo orgánico en la etapa de pre-tratamiento para descontaminar o eliminar microorganismos no deseados como se describió arriba. El medio de calentamiento puede ser cualquier fuente de calor que sea capaz de calentar el residuo orgánico ubicado en la sala de tratamiento. El medio de calentamiento puede comprender uno o más elementos de calentamiento eléctricos, o uno o más intercambiadores de calor, a través de los cuales, por ejemplo, se haga circular aceite de calentamiento. El medio de calentamiento también puede comprender calentadores eléctricos o de gas, o chorros o aire caliente que pueden ser dirigidos específicamente a la zona de calentamiento. Los medios de calentamiento también pueden ser una fuente de calor residual, una fuente de calor solar o una fuente de calor geotérmico. Ejemplos de fuentes de calor residual incluyen gases de escape de turbinas de gas en plantas de energía e incineradores, gases de proceso de operaciones químicas y metalúrgicas y calor residual de otros procesos industriales. Típicamente, los medios de calentamiento son capaces de calentar el residuo orgánico a aproximadamente 80°C a alrededor de 175°C, aproximadamente 90°C a alrededor de 175°C, aproximadamente 100°C a alrededor de 175°C, aproximadamente 110°C a alrededor de 175°C, aproximadamente 120°C a alrededor de 175°C, aproximadamente 130°C a alrededor de 175°C, aproximadamente 140°C a alrededor de 175°C, aproximadamente 150°C a alrededor de 175°C, aproximadamente 160°C a alrededor de 175°C, aproximadamente 170°C a alrededor de 175°C, 80°C a alrededor de 170°C, 80°C a alrededor de 160°C, 80°C a alrededor de 150°C, 80°C a alrededor de 140°C, 80°C a alrededor de 130°C, 80°C a alrededor de 120°C, 80°C a alrededor de 110°C, 80°C a alrededor de 100°C, o 80°C a alrededor de 90°C.
El sistema puede comprender además un medio de enfriamiento para reducir la temperatura del residuo orgánico después de la etapa de calentamiento de pre-tratamiento para de esta manera no eliminar los microorganismos en la composición que vayan a añadirse al residuo orgánico para tratar el residuo orgánico. El medio de enfriamiento puede ser una corriente de gas nitrógeno fría. Típicamente, el medio de enfriamiento es capaz de reducir la temperatura del residuo orgánico a aproximadamente 35°C a alrededor de 75°C, aproximadamente 40°C a alrededor de 75°C, aproximadamente 45°C a alrededor de 75°CÍ aproximadamente 50°C a alrededor de 75°C, aproximadamente 55°C a alrededor de 75°C, aproximadamente 60°C a alrededor de 75°C, aproximadamente 65°C a alrededor de 75°C, aproximadamente 70°C a alrededor de 75°C, aproximadamente 35°C a alrededor de 70°C, aproximadamente 35°C a alrededor de 65°C, aproximadamente 35°C a alrededor de 60°C, aproximadamente 35°C a alrededor de 55°C, aproximadamente 35°C a alrededor de 50°C, aproximadamente 35°C a alrededor de 45°C, o aproximadamente 35°C a alrededor de 40°C.
Cada sistema puede ser equipado además con una unidad de control de temperatura para mantener la zona de tratamiento a la temperatura de tratamiento requerida; medios de control de humedad para mantener el nivel de humedad del residuo orgánico a un nivel adecuado para el tratamiento del residuo orgánico; un secador, típicamente un secador de aire, para secar el residuo orgánico antes de ser mezclado con los microorganismos para remover el exceso de humedad del residuo orgánico y lograr un contenido de humedad deseable; medios de aireación para airear la zona de tratamiento durante el tratamiento del residuo orgánico; una unidad de control para controlar el medio de agitación, medio de calentamiento, unidad de control de temperatura, medio de control de humedad o medio de aireación; y un molino para reducir el residuo orgánico a un tamaño de partícula adecuado. Las partículas molidas pueden ser pasadas a través de un tamiz para separar las partículas que tengan tamaños inadecuados mientras se retengan partículas que tengan los tamaños deseables. Las partículas que tengan los tamaños de partícula deseables pueden almacenarse en un recipiente de residuo orgánico antes de ser canalizadas a la zona de tratamiento por un alimentador el cual puede ser, por ejemplo, una banda transportadora .
El proceso, composición, kit y sistema descritos pueden usarse para producir abono orgánico a partir de residuo orgánico, incrementar el valor NKP de un abono orgánico, reducir la relación C:N de un residuo orgánico, incrementar el valor de potasio de un abono orgánico, reducir el olor de un residuo orgánico, evitar lixiviación de nutrientes a partir del residuo orgánico o reducir la acumulación de residuos.
En referencia a la figura 1, se muestra una modalidad del sistema descrito. En esta modalidad, el sistema 100 comprende una banda transportadora de entrada 102 para transportar un residuo orgánico en una zona de tratamiento 104 por medio de una entrada 106. La zona de tratamiento 104 se pone en un soporte 107, y está equipada con medios de calentamiento 108 y medios de agitación 109. Los medios de agitación 109 tienen cuatro brazos 109a, 109b, 109c y 109d, ubicados a dos alturas diferentes y que se extienden radialmente desde el eje longitudinal 111 de la zona de tratamiento 104. Los medios de agitación se controlan por un motor 110 y un desacelerador 110a. La zona de tratamiento 104 es cubierta por la cubierta 112, la cual está equipada con una banda transportadora de salida 116 por medio de la salida 114. Una unidad de control 118 también está fijada a la cubierta 112.
Una vez que el residuo orgánico es transportado por la banda transportadora de entrada 102 a la zona de tratamiento 104 por medio de la entrada 106, el residuo orgánico es calentado a aproximadamente 50°C por el medio de calentamiento 108, y se añade una composición de microorganismos seleccionada. La mezcla de residuo orgánico y composición de microorganismos se mezcla uniformemente por el medio de agitación 109, la velocidad de agitación es controlada por el motor 110 y un desacelerador 110A. El tratamiento de residuo orgánico se deja proceder durante 2 h. El producto de residuo orgánico tratado es luego retirado de la zona de tratamiento después de 24 h por la banda transportadora de salida 116 por medio de la salida 114.
Ejemplos
(A) Preparación de composición de microorganismos
Un litro de caldo nutriente se preparó al mezclar 10 g de glucosa, 8 g de extracto de levadura y 5 g de cloruro de sodio. El caldo nutriente se inoculó después con los microorganismos seleccionados: Streptomyces pactum, Corynebacterium striatum, Bacillus pu ilus, Bacillus stearothermophilus, Bacillus brevis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Bacillus sphearieus, Bacillus licheniformis, Pseudomonas alcaligenes, Pseudomonas marinoglutinosa, Bifidobacteriu thermophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus planatarum y Lactobacillus fermentus. Los caldos nutrientes inoculados con Streptomyces pactum, Corynebacterium striatum, Bacillus pumilus, Bacillus brevis, Bacillus cereus, Bacillus sphearieus, Pseudomonas alcaligenes, Pseudomonas marinoglutinosa, Lactobacillus casei, Lactobacillus planatarum y Lactobacillus fermentus se cultivaron a 37°C, mientras que los caldos nutrientes inoculados con Bacillus stearothermophilus, Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, y Bifidobacterium thermophilus se cultivaron a 60 °C.
(B) Métodos Analíticos
Valores NPK
Se usó el método de Kjeldahl estándar (APHA 4500 Norg B) para determinar el contenido de nitrógeno total en el abono orgánico. Digestión con ácido estándar del abono orgánico seguida por espectroscopia de emisión atómica en plasma acoplada inductivamente (ICP-AES, por sus siglas en inglés) se usó para determinar los contenidos de fósforo y potasio en el abono orgánico.
Relación C:N
El contenido de carbono orgánico se determinó usando el método de Pérdida por Ignición (LOI, por sus siglas en inglés) estándar. Una muestra del residuo orgánico o abono orgánico se pesó y su peso inicial se registró. La muestra se puso después en un horno a 350°C durante 3 horas. La muestra se enfrió después, se volvió a pesar y su peso final se registro. El contenido de carbono orgánico se determinó como sigue:
% de carbono orgánico = (Pérdida en peso ÷ pérdida inicial) X
100
El contenido de nitrógeno se determinó usando el método de Kjeldahl estándar (APHA 4500 Norg B) .
Lar relación C:N se determinó después como sigue: Relación C:N = % de carbono orgánico: % de nitrógeno
Ejemplo 1
Preparación de abono orgánico a partir de estiércol de pollo crudo
Estiércol de pollo crudo, pollo muerto y plumas de pollo se mezclaron con aserrín, ceniza, cáscaras de arroz, paja de arroz, paja de trigo, composta de setas usada o mazorcas de maíz . El contenido de humedad inicial de la mezcla de residuo orgánico se ajustó a 35-60% (en peso) durante las primeras 6 horas, y se volvió a ajustar y se mantuvo a 15-20% (en peso) posteriormente. La mezcla se calentó a 100-150°C durante las primeras 2 horas, después de lo cual la mezcla se enfrió a 50-65°C. La composición de microorganismos como la preparada arriba se añadió a la mezcla. Después de mezclar la mezcla y microorganismo durante 2 horas, se bombeó aire durante 10 minutos, se detuvo durante 20 minutos y se reanudó durante otros 10 minutos para mantener un ambiente aeróbico. El proceso se dejó correr durante 22 horas, y luego se enfrió. Se bombeó aire en la mezcla durante 3-4 horas, después de lo cual el residuo orgánico tratado se dejó añejar durante 2 días. Los valores NPK y relaciones C:N se determinaron usando los métodos analíticos mostrados arriba .
Ejemplo 1(a)
El valor NKP del abono orgánico producido usando la composición de materia prima en el ejemplo 1(a) fue 6.
La relación C:N de la composición de materia prima en el ejemplo 1(a) antes del tratamiento fue 45:1. Esto se redujo a 20:1 después del proceso de tratamiento de 24 horas.
Ejemplo 1(b)
El valor NPK del abono orgánico producido usando la composición de materia prima en el ejemplo 1(b) fue 9.
La relación C:N de la composición de materia prima en el ejemplo 1(b) antes del tratamiento fue de 40:1. Esto se redujo a 19:1 después del proceso de tratamiento de 24 horas.
Ejemplo 1(c)
El valor NPK del abono orgánico producido usando la composición de materia prima en el ejemplo 1(c) fue 6.
La relación C:N de la composición de materia prima en el ejemplo 1(c) antes del tratamiento fue de
50:1. Esto se redujo a 22:1 después del proceso de tratamiento de 24 horas.
Ejemplo 1(d)
El valor NPK del abono orgánico producido usando la composición de materia prima en el ejemplo 1(d) fue 9.
La relación C:N de la composición de materia prima en el ejemplo 1(d) antes del tratamiento fue 42:1. Esto se redujo a 21:1 después del proceso de tratamiento de 24 horas.
Ejemplo 1(e)
El valor NPK del abono orgánico producido usando la composición de materia prima en el ejemplo 1(e) fue 9.
La relación C:N de la composición de materia prima en el ejemplo 1(e) antes del tratamiento fue 43:1. Esto se redujo a 20:1 después del proceso de tratamiento de 24 horas.
Ejemplo 1(f)
El valor NPK del abono orgánico producido usando la composición de materia prima en el ejemplo 1(f) fue 9.
La relación C:N de la composición de materia prima en el ejemplo 1(f) antes del tratamiento fue de 42:1. Esto se redujo a 20:1 después del proceso de tratamiento de 24 horas .
Como se puede ver de los ejemplos 1(a) a 1(f) anteriores, el tratamiento de las composiciones de residuo orgánico en los ejemplos 1(a) a 1(f) se tradujo en abonos orgánicos con altos valores NPK de al menos 6. Las composiciones de residuo orgánico en los ejemplos 1(b), 1(d), 1(e) y 1(f), en particular, dieron como resultado abonos orgánicos que tenían valores NPK más altos de 9. De manera similar, las relaciones C:N iniciales de las composiciones de residuo orgánico en los ejemplos 1(a) a 1(f) que variaban de 40:1 a 50:1 se redujeron todas eficientemente a 19:1 a 22:1 después de sólo 24 horas.
Ejemplo 2
Preparación de abono orgánico a partir de racimos de fruta vacíos
Partículas de EFP trillados de 5-10 mm se mezclaron con excremento de pollo, pollos muertos, boñiga de cabra, POME, ceniza EFB y/o ceniza. El contenido de humedad inicial de la mezcla de residuo orgánico se ajustó a 35-60% (en peso) durante las primeras 6 horas, y se volvió a ajustar y se mantuvo a 15-20% (en peso) en adelante. La mezcla se calentó a 100-150°C durante las primeras 2 horas, después de lo cual la mezcla se enfrió a 50-65°C. La composición de microorganismos preparada arriba se añadió a la mezcla.
Después de mezclar la mezcla y composición de microorganismos durante 2 horas, se bombeó aire durante 10 minutos, se detuvo durante 20 minutos y se reanudó durante otros 10 minutos para mantener un ambiente aeróbico. El proceso se dejó correr durante 22 horas, y luego se enfrió. Se bombeó aire en la mezcla durante 3-4 horas, después de lo cual el residuo orgánico tratado se dejó añejar durante 2 días. Los valores NPK y relaciones C:N se determinaron usando los métodos analíticos establecidos arriba.
Ejemplo 2 (a)
El valor NPK del abono orgánico producido usando la composición de materia prima en el ejemplo 2(a) fue 6.
La relación C:N de la composición de materia prima en el ejemplo 2(a) antes del tratamiento fue 75:1. Esto se redujo a 27:1 después del proceso de tratamiento de 24 horas.
Ejemplo 2 (b)
El valor NPK del abono orgánico producido usando la composición de materia prima en el ejemplo 2(b) fue 9.
La relación C:N de la composición de materia prima en el ejemplo 2(b) antes del tratamiento fue 70:1. Esto se redujo a 25:1 después del proceso de tratamiento de 24 horas.
Ejemplo 2 (c)
El valor NPK del abono orgánico producido usando la composición de materia prima en el ejemplo 2(c) fue 6.
La relación C:N de la composición de materia prima en el ejemplo 2(c) antes del tratamiento fue 65:1. Esto se redujo a 23:1 después del proceso de tratamiento de 24 horas .
Ejemplo 2 (d)
El valor NPK del abono orgánico producido usando la composición de materia prima en el ejemplo 2(d) fue 4.
La relación C:N de la composición de materia prima en el ejemplo 2(d) antes del tratamiento fue 85:1. Esto se redujo a 30:1 después del proceso de tratamiento de 24 horas.
Ejemplo 2 (e)
El valor NPK del abono orgánico producido usando la composición de materia prima en el ejemplo 2(e) fue 6.
La relación C:N de la composición de materia prima en el ejemplo 2(e) antes del tratamiento fue 73:1. Esto se redujo a 24:1 después del proceso de tratamiento de 24 horas.
Ejemplo 2 (f)
El valor NPK del abono orgánico producido usando la composición de materia prima en el ejemplo 2(f) fue 6.
La relación C:N de la composición de materia prima en el ejemplo 2(f) antes del tratamiento fue 70:1. Esto se redujo a 24:1 después del proceso de tratamiento de 24 horas.
Como se puede ver de los ejemplos 2(a) a 2(f) anteriores, la composición de residuo orgánico en el ejemplo 2(a) a ejemplo 2(f) se tradujo en abonos orgánicos que tenían valores NPK de entre 4 a 9. La composición de residuo orgánico del ejemplo 2(b), en particular, dio como resultado un abono orgánico con un alto valor NPK de 9. En forma similar, las relaciones C:N iniciales de las composiciones de residuo orgánico de los ejemplos 2(a) a 2(f) que variaban de 65:1 a 85:1 se redujeron todas eficientemente a 23:1 a 30:1 después de sólo 24 horas.
Ejemplo 3
Preparación de abono orgánico a partir de lodo residual alimenticio
Lodo residual alimenticio y/o materiales recogidos en la estación de tamizado grueso de una planta de procesamiento de alimentos se mezclaron con cáscaras de arroz, paja de arroz, paja de trigo, mazorcas de maíz, cáscaras de granos de café, EFB de palma aceitera, hollejo de oliva, cáscaras de fruta, fragmentos de madera, vegetales descartados, composta de setas usada, composta de orquídeas usada y/o recortes de flores. El contenido de humedad inicial de la mezcla de residuo orgánico se ajustó a 35-60% (en peso) durante las primeras 6 horas, y se volvió a ajustar y se mantuvo a 15-20% (en peso) en adelante. La mezcla se calentó a 100-150°C durante las primeras 2 horas, después de lo cual la mezcla se enfrió a 50-65°C. La composición de microorganismos como la preparada arriba se añadió a la mezcla.
Después de mezclar la mezcla y composición de microorganismos durante 2 horas, se bombeó aire durante 10 minutos, se detuvo durante 20 minutos, y se reanudó durante otros 10 minutos para mantener un ambiente aeróbico. El proceso se dejó correr durante 22 horas, y luego se enfrió. Se bombeó aire en la mezcla durante 3-4 horas, después de lo cual el residuo orgánico tratado se dejó añejar durante 2 días. Los valores NPK y relaciones C:N se determinaron usando los métodos analíticos mostrados arriba.
Ejemplo 3 (a)
El valor NPK del abono orgánico producido usando la composición de materia prima en el ejemplo 3(a) fue 6.
La relación C:N de la composición de materia prima en el ejemplo 3(a) antes del tratamiento fue 60:1. Esto se redujo a 22:1 después del proceso de tratamiento de 24 horas.
Ejemplo 3 (b)
El valor NPK del abono orgánico producido usando la composición de materia prima en el ejemplo 3(b) fue 9.
La relación C:N de la composición de materia prima en el ejemplo 3(b) antes del tratamiento fue 50:1. Esto se redujo a 19:1 después del proceso de tratamiento de 24 horas.
Ejemplo 3 (c)
El valor NPK del abono orgánico producido usando la composición de materia prima en el ejemplo 3(c) fue 9.
La relación C:N de la composición de materia prima en el ejemplo 3(c) antes del tratamiento fue 45:1. Esto se redujo a 18:1 después del proceso de tratamiento de 24 horas.
Como se puede ver de los ejemplos 3(a) a 3(c) anteriores, el tratamiento de las composiciones de residuo orgánico de los ejemplos 3(a) a 3(c) dieron como resultado. todos abonos orgánicos con altos valores NPK de al menos 6. Las composiciones de residuo orgánico en los ejemplos 3(b) y 3(c), se tradujeron en abonos orgánicos que tenían valores NPK más altos de 9. De manera similar, las relaciones C:N iniciales de las composiciones de residuo orgánico en los ejemplos 3(a) a 3(c) que variaban de 45:1 a 60:1 se redujeron todas eficientemente a 18:1 a 22:1 después de sólo 24 horas.
Aplicaciones
Adecuadamente, el proceso descrito para tratar residuo orgánico proporciona un proceso mejorado para producir abono orgánico. Más adecuadamente, el proceso descrito reduce sustancialmente el tiempo requerido para producir abonos orgánicos de varios meses como se requiere usando métodos de compostaje convencionales, a sólo un día o varios días usando el proceso, composición y sistema descritos. Residuos orgánicos que tengan altas relaciones C:N pueden convertirse rápidamente en abonos orgánicos con relaciones C:N reducidas después de sólo 24 horas usando el proceso, composición y sistema descritos. Esto se traduce en una reducción sustancial en energía y costos de trabajo.
Adecuadamente, el proceso, composición y sistema descritos reducen sustancialmente, o eliminan completamente, el mal olor del residuo orgánico, para dar como resultado un abono orgánico sin olor.
Adecuadamente, el proceso descrito para producir abono orgánico a partir de residuo orgánico se traduce en abonos orgánicos más efectivos que tienen valores NPK incrementados .
Adecuadamente, el proceso descrito también proporciona una solución para el problema de residuo residual al convertir residuo orgánico en abonos orgánicos útiles.
Será aparente que varias otras modificaciones y adaptaciones de la invención serán obvias para la persona experta en la técnica después de leer la descripción anterior sin alejarse del espíritu y alcance de la invención y se intenta que todas estas modificaciones y adaptaciones entren en el alcance de las reivindicaciones anexas.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
Claims (49)
1. Un proceso para tratar residuo orgánico, caracterizado porque comprende la etapa de poner en contacto un residuo orgánico con uno o más microorganismos de por lo menos tres de las siguientes especies de microorganismos: microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp., microorganismos de Bifidobacterium sp. y microorganismos de Lactobacillus sp., el contacto se lleva a cabo bajo condiciones para convertir al menos parcialmente el residuo orgánico en abono orgánico.
2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende la etapa de poner en contacto un residuo orgánico con uno o más microorganismos de cada una de las siguientes especies: microorganismos de Bacillus sp. , microorganismos de Pseudomonas sp. , microorganismos de Bifidobacterium sp. , y microorganismos de Lactobacillus sp.
3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque comprende además la etapa de poner en contacto el residuo orgánico con uno o más microorganismos seleccionados del grupo que consiste en microorganismos de Streptomyces sp. y microorganismos de Corynej acterium sp.
4. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el contenido de humedad inicial del residuo orgánico es de 25% (en peso) a 70% (en peso) .
5. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la puesta en contacto comprende la etapa de añadir al residuo orgánico una composición que comprende uno o mas microorganismos de por lo menos tres de los microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp., microorganismos de BifidOj acteriura sp., y microorganismos de Lactobacillus sp.
6. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la puesta en contacto comprende la etapa de añadir una composición que comprende uno o más microorganismos de cada una de las siguientes especies de microorganismos-, microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp., microorganismos de Bifidobacterium sp . y microorganismos de Lactobacillus sp.
7. El proceso de conformidad la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque la composición comprende además uno o más microorganismos seleccionados del grupo que consiste en microorganismos de Streptomyces sp . y microorganismos de Corynebacterium sp.
8. El proceso de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la composición comprende uno o más microorganismos seleccionados del grupo que consiste en Streptomyces pactum y Corynebacterium striatum.
9. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la Bacillus sp. se selecciona del grupo que consiste en Bacillus pumilus, Bacillus stearothermophilus, Bacillus brevis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Bacillus sphearieus y Bacillus lichenifor is .
10. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la Pseudomonas sp. se selecciona del grupo que consiste en Pseudomonas alcaligenes y Pseudomonas marinoglutinosa.
11. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la Bi idojbacterium sp. es Bifidobacterium thermophilus .
12. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la Lactobacillus sp. se selecciona del grupo que consiste en Lactobacillus casei, Lactobacillus planatarum y Lactobacillus fermentus .
13. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque comprende la etapa de airear el residuo orgánico durante la etapa de contacto .
1 . El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque comprende durante la etapa de contacto, la etapa de controlar la temperatura del residuo orgánico a 35°C a 75 °C para convertir el residuo orgánico en abono orgánico.
15. El proceso de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque comprende antes de la etapa contacto de poner en contacto el residuo orgánico con uno o más microorganismos de por lo menos tres de las siguientes especies de microorganismos: microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudo onas sp., microorganismos de Bifidobacterium sp., y microorganismos Lactobacillus sp., la etapa de controlar la temperatura del residuo orgánico a 80°C a 175 °C para remover microorganismos no deseados del residuo orgánico .
16. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 15, caracterizado porque la composición es una solución.
17. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 15, caracterizado porque la composición es un polvo.
18. El proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el contenido de microorganismos de la solución comprende 5% (en volumen) a 50% (en volumen) de microorganismos en un cultivo de microorganismos.
19. El proceso de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el contenido de microorganismos del polvo comprende 1 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo a 15 x 1010 microorganismos viables por gramo de polvo.
20. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 19, caracterizado porque los microorganismos de la composición de microorganismos son uno o más microorganismos seleccionados del grupo que consiste en Streptomyces pactum, Corynebacterium striatum, Bacillus pumilus, Bacillus stearothermophilus, Bacillus brevis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Bacillus sphearieus, Bacillus licheniformis, Pseudomonas alcaligenes, Pseudomonas marinoglutinosa, Bifidobacterium ther ophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus planatarum y Lactobacillus fermentus.
21. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque el residuo orgánico se selecciona del grupo que consiste en residuo agrícola, residuo alimenticio, residuo orgánico, efluente de molino, residuo municipal, aguas negras, lodos, residuo animal y residuo industrial.
22. El proceso de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el residuo agrícola se selecciona del grupo que consiste en racimos de fruta vacíos de palma aceitera, hollejo de oliva, mazorca de maíz, cascara de grano de café, cascara de arroz, paja de arroz, composta de setas usada, hojas de palma, tronco de palmera, cascaras de nuez de palma, fibra de palma, efluente de granja, desechos de rastros, recortes de flores, composta de flor gastada, paja de trigo, residuos de frutas y residuos vegetales.
23. El proceso de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el residuo animal se selecciona del grupo que consiste en estiércol de aves de corral, estiércol de ganado vacuno, estiércol de cabra, estiércol de caballo, estiércol de ovejas y estiércol de cerdo.
24. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23, caracterizado porque el residuo orgánico tiene un tamaño de partícula de 1 mm a 20 mm.
25. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizado porque la etapa de poner en contacto el residuo orgánico con por lo menos uno de los microorganismos es durante al menos 18 horas .
26. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25, caracterizado porque comprende además añadir uno o más aditivos o nutrientes al residuo orgánico para mejorar la conversión del residuo orgánico por los microorganismos .
27. El uso de uno o más microorganismos de por lo menos tres de las siguientes especies de microorganismos: microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp. , microorganismos de Bifidobacterium sp., y microorganismos de Lactobacillus sp., para tratar un residuo orgánico para producir abono orgánico, incrementar el valor NPK de un abono orgánico, incrementar el valor de potasio de un abono orgánico, reducir el olor de un residuo orgánico, evitar la lixiviación de nutrientes del residuo orgánico o reducir la acumulación de residuos.
28. El uso de conformidad con la reivindicación 27, el cual comprende usar uno o más microorganismos de cada una de las siguientes especies de microorganismos: microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp. , microorganismos de Sifidoj acter um sp. y microorganismos de Lactobacillus sp.
29. El uso de conformidad con la reivindicación 27 ó 28, el cua comprende además microorganismos seleccionados del grupo que consiste en microorganismos de Strepto yces sp., y microorganismos de Corynobacterium sp.
30. El uso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 27 a 29, en donde los microorgansmos de Bacillus sp. se seleccionan del grupo que consiste en Bacillus pumilus, Bacillus stearothermophilus, Bacillus brevis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Bacillus sphearieus y Bacillus licheniformis.
31. El uso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 27 a 30, en donde la Pseudomonas sp. se selecciona del grupo que consiste en Pseudomonas alcaligenes y Pseudomonas marinoglutinosa.
32. El uso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 27 a 31, en donde la Bifidobacterium sp. es Bifidobacterium ther ophilus .
33. El uso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 27 a 32, en donde la Lactobacillus sp. se selecciona del grupo que consiste en Lactobacillus casei, Lactobacillus planatarum y Lactobacillus fermentus.
34. El uso de conformidad con la reivindicación 29, en donde el microorganismo se selecciona del grupo que consiste en Streptomyces pactum y Corynebacterium striatum.
35. Una composición para tratar el residuo orgánico, caracterizada porgue comprende uno o más organismos de por lo menos tres de las siguientes especies de microorganismos: microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseumonas sp., microorganismos de Bifidobacterium sp . y microorganismos de Lactobacillus sp.
36. La composición de conformidad con la reivindicación 35, caracterizada porgue comprende uno o más microorganismos de cada una de las siguientes especies de microorganismos: microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp., microorganismos de Bifidobacterium sp. y microorganismos de Lactobacillus sp.
37. La composición de conformidad con la reivindicación 35 ó 36, caracterizada porque comprende además uno o más microorganismos seleccionados del grupo que consiste en microorganismos de Streptomyces sp. y microorganismos de Corynebacteriu sp.
38. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 35 a 37, caracterizada porque la Bacillus sp. se selecciona del grupo que consiste en Bacillus pu ilus, Bacillus stearothermophilus, Bacillus brevis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Bacillus sphearieus y Bacillus licheniformis.
39. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 35 a 38, caracterizada porque la Pseudomonas sp. se selecciona del grupo que consiste en Pseudomonas alcaligenes y Pseudomonas marinoglutinosa.
40. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 35 a 39, caracterizada porque la Bifidobacterium sp. es Bifidobacterium thermophilus .
41. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 35 a 40, caracterizada porque la Lactobacillus sp. se selecciona del grupo que consiste en Lactobacillus casei, Lactobacillus planatarum y Lactobacillus fermentus .
42. La composición de conformidad con la reivindicación 37, caracterizada porque los microorganismos se seleccionan del grupo que consiste en Streptomyces pactum y Corynebacterium striatum.
43. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 35 a 42, caracterizada porque es una solución.
44. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 35 a 42, caracterizada porque es un polvo .
45. Un abono orgánico caracterizado porque comprende el residuo orgánico y la composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 35 a 4 .
46. Un kit para usarse en el tratamiento de un residuo orgánico, caracterizado porque comprende: (i) una composición que comprende uno o más microorganismos de por lo menos tres de las siguientes especies de microorganismos: microorganismos de Bacillus sp., microorganismos de Pseudomonas sp. , microorganismos de Bifidobacterium sp., y microorganismos de Lactobacillus sp., y (ii) instrucciones para poner en contacto la composición con un residuo orgánico bajo condiciones para por lo menos convertir parcialmente el residuo orgánico en abono orgánico .
47. El kit de conformidad con la reivindicación 46, caracterizado porque la composición comprende uno o más microorganismos de cada una de las siguientes especies de microorganismos: microorganismos de Bacillus sp. , microorganismos de Pseudomonas sp., microorganismos de Bifidobacterium sp. y microorganismos de Lactobacillus sp.
48. El kit de conformidad con la reivindicación 46 ó 47, caracterizado porque comprende además una composición que contiene microorganismos seleccionados del grupo que consiste en microorganismos de Streptomyces sp., y microorganismos de Corynebacterium sp.
49. El kit de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 46 a 48, caracterizado porque comprende además uno o más aditivos o nutrientes, en donde el uno o más aditivos o nutrientes son capaces de mejorar el crecimiento de los microorganismos en la composición.
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