[发明专利]有机矿质肥料的生产方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于使用糖和酒精生产的副产品来生产有机矿质肥料的方法。

发明背景

现有技术包括一种生产方法，其中的用于获取有机矿质肥料颗粒(OMF)的原材料包括糖和酒精生产的副产品，它们富含矿物质和有机物，定义为酒糟、滤饼和锅炉灰，它们被混合到：主要营养成分，如氮(N)、磷(P)和钾(K)；次要营养成分，如钙(Ca)、镁(Mg)和硫(S)；微量营养元素，如硼(B)、氯(Cl)、铜(Cu)、铁(Fe)、锰(Mn)、钼(Mo)、锌(Zn)和钴(Co)。

基尔(KIEHL)详尽表征了有机矿质肥料的定义(KIEHL，E.J.，《有机肥料》，第134-135页，CERES Ltda.出版社，圣保罗，巴西，1985年)。该作者认为：源于植物和动物的每一产品的有机肥料在以适当的量、季节和方式使用到土壤中时，促进了土壤的物理、化学、物理化学和生物特性的改良，实现了对不利的化学反应或过量毒素的校正，以足够的量为根部提供营养来生产高品质的可盈利的作物，而没有造成对土壤、庄园或环境的破坏。在巴西，根据1982年2月18号的第86955号法令，有机肥料是源于植物或动物，分类如下：

简单的有机肥料-源于植物或动物、含有一种或多种植物营养成分的肥料。

有机矿质肥料-通过混合或组合有机和矿质肥料的混合物而产生的肥料。

复合肥料-通过自然或控制的生化工艺用植物或动物的残留物的混合物而获得的肥料。

为了更好地理解糖和酒精工业复合物中的有机矿质肥料(OMF)的主要成分的生成，下面说食糖和酒精制造工艺的主要步骤。

用于生产糖、酒精及副产品(滤饼、锅炉灰、酒糟、含碳气体和燃气)的常规工艺包括如下步骤。将庄园中的人工或机械收割的甘蔗送到工厂，在那里被清洗(通过干法或湿法)，然后进行准备工艺，在那里被切碎、分离纤维，进行提取，这可在多级(一般为4至6)逆流式车间中进行，在那里，甘蔗在最后级或在洗料器(在巴西不是很常见)中接收添加的水。这个初始工艺产生甘蔗渣，甘蔗渣被送到(中等压力或高压力)锅炉中燃烧以产生蒸汽和电能。甘蔗渣燃烧所产生的材料是指灰和燃气。提取的混合汁被送去物理化学处理，生产糖和/或酒精，这取决于车间是混合式工厂(生产糖和酒精)还是自主式酒厂(仅生产酒精)。

在混合式工厂中，一般约50％的处理的甘蔗被送到到糖生产厂，50％被送去生产酒精。

送去生产酒精的汁经过特定的物理化学处理，和生产糖所产生的废的最终排出糖汁(母液)一起被送到发酵容器。

这种混合物(称作麦芽汁(must))在使用酵母(酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae))的搅拌罐(槽)中经历了酒精发酵过程，它生成含有6％至11％的乙醇的发酵麦芽汁。作为发酵过程中的副产品，它还产生相对于乙醇为1∶1的质量的含碳气体和在后面的蒸馏步骤分离的杂醇油(按质量小于1％)。所产生的发酵麦芽汁随后进行离心过滤，在那里酵母被分离和回收，含有乙醇的酒被送去蒸馏。随后，通常将酒与蒸馏塔中的蒸汽直接接触，产生两股料流：塔顶的乙醇料流和塔底的酒糟料流。由于利用蒸气与酒直接接触，在酒糟中发生了冷凝液的加入，取决于酒的酒精度，产生的体积可以为酒精体积的约10-14倍。也还存在着通过非直接接触的蒸馏工艺，它产生较小的酒糟量，为酒精体积的约6到8倍。

送到制糖厂的混合汁在分离片型筛(cush-cush type screen)(和/或转筒筛)中进行甘蔗渣的分离操作，被加热到约40℃，传送到亚硫酸步骤(通常在柱子或水力喷射器中)，其中，通过添加由燃烧器中的硫燃烧所产生的二氧化硫，它的pH值被降到约4.0-4.5。

在亚硫酸化之后，向混合汁加入石灰乳(或葡萄糖二酸钙，其中pH值升高到约7.0-7.2。

石灰处理的(或加增味剂后的)汁然后被加热至约105℃，随后经历了去除溶解气体的蒸发工艺(“闪蒸气室”)，加入絮凝剂(通常为聚丙烯酰胺聚电解质)，并随后传送给(带或不带托盘的)静态倾析器中的倾析。这一操作也普遍被称作澄清法。从澄清工艺的得到两个料流：淤泥料流和澄清汁料流。淤泥在加了甘蔗渣(一种“天然过滤装置”)后，接收石灰乳和最后是聚电解质的添加，然后在真空转筒过滤器或压带过滤器中过滤，从而生成了在农业中使用的滤饼和重新进行到工艺的过滤汁。

所得的澄清汁被送到多效真空蒸发器(通常是有4或5级的罗伯特型蒸发器)中蒸发，生成具有约65°糖度的浓度的被称作糖浆的浓缩汁。