CH660000A5 - Procedimento per la preparazione di un fertilizzante organo-minerale. - Google Patents
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Description
La presente invenzione riguarda un procedimento per la preparazione di un fertilizzante organo-minerale.
Il brevetto Svizzero No. 643 115 depositato il 18 settembre 1979 descrive e rivendica un procedimento per la desalificazione degli effluenti dell'industria di fermentazione degli zuccheri, mediante trattamento di detti effluenti con un acido minerale o organico, in presenza di un solvente organico relativamente volatile.
Questo procedimento viene principalmente applicato alla precipitazione selettiva dei sali di potassio dalle borlande di me-lasso di bietola che, private in larga misura del loro contenuto di potassio, costituiscono un componente pregiato per mangimi, destinati prevalentemente agli animali poligastrici, come descritto nel brevetto svizzero No. 652 568 depositato il 9 febbraio 1982.
Secondo il brevetto Svizzero No. 643 115 sopra citato, la de-salificazione delle borlande viene condotta mediante l'uso di uno dei seguenti acidi: solforico, nitrico, cloridrico, dorico, perclorico, iodico, cromico, tartarico ed ossalico.
La presente invenzione si basa essenzialmente sulla constatazione che i prodotti della desalificazione con acido fosforico, in presenza di un solvente organico, degli effluenti di fermentazione degli zuccheri, oltre a presentare un titolo elevato in potassio e fosforo, sono privi di sostanze fitotossiche contengono inoltre quantità relativamente elevate di altri elementi minerali, oltre che di sostanze organiche utili, che passano inalterate, o praticamente inalterate, attraverso i procedimenti di fermentazione e di desalificazione. Pertanto, secondo la presente invenzione, detti prodotti solidi della desalificazione costituiscono di per sè pregiate composizioni di fertilizzanti organici, oppure pregiati componenti di composizioni di fertilizzanti organo-minerali complessi, quando integrati con almeno un composto organico o inorganico apportatore di azoto.
In accordo con ciò la presente invenzione riguarda un procedimento caratterizzato dalla combinazione di stadi indicata nella rivendicazione 1. Attuazioni preferite dell'invenzione si danno dalle rivendicazioni dipendenti.
s . Il prodotto solido proveniente dalla desalificazione con acido fosforico ed in presenza di un solvente organico, di un effluente dell'industria di fermentazione degli zuccheri (borlanda), presenta generalmente un contenuto di azoto organico pari ad almeno 1,5% in peso, un contenuto di fosforo (come P;Oì) io pari ad almeno 4% in peso, un contenuto di potassio (espresso come KìO) pari ad almeno 5% in peso ed un contenuto di carbonio organico pari ad almeno 8% in peso.
Una composizione solida di fertilizzante organo-minerale complesso può comprendere la composizione solida di fertiliz-i5 zante organico che precede ed almeno un composto organico o inorganico apportatore di azoto. Detta composizione di fertilizzante organo-minerale complesso presenta convenientemente un contenuto totale di azoto pari ad almeno 3% in peso, il contenuto di azoto organico, di fosforo, di potassio e di carbonio or-20 ganico essendo come in precedenza indicato relativamente alla composizione solida di fertilizzante organico. Le materie prime adatte per la preparazione della composizione solida di fertilizzante organico della presente invenzione, sono gli effluenti dell'industria di fermentazione degli zucheri, come ad esempio gli 23 effluenti dell'industria di fermentazione dei melassi, o più in generale di soluzioni zuccherine ottenute per estrazione da piante quali la barbabietola da zucchero, la canna da zucchero ed il sorgo zuccherino. Tali efluenti sono comunemente denominati «borlande». Sono ancora utili, quale materia prima, altri ef-3o fluenti dell'industria di fermentazione degli zuccheri, come ad esempio i residui derivanti dalla produzione di acido citrico, della glicerina, dell'acido glutammico, dell'acido lattico, dell'alcool butilico ed acetone e degli antibiotici. Tutto ciò in base alla constatazione che i processi fermentativi, che utilizzano 35 estratti zuccherini da piante, trasformano gli idrati di carbonio contenuti nella materia prima, lasciando pressoché inalterato negli effluenti il contenuto di minerali e di proteine inizialmente presenti.
Nella descrizione che segue tutte le materie prime che prece-4o dono saranno genericamente indicate con «borlande».
Una borlanda con un contenuto di solidi disciolti da 40 a 65% in peso e preferibilmente dell'ordine di 50-60% in peso, viene posta a contatto con acido fosforico. È preferibile utilizzare, a questo scopo, acido fosforico concentrato, ad esempio 45 quello con densità pari a circa 1,69 kg/1. È tuttavia possibile utilizzare acido fosforico acquoso diluito, anche se non è generalmente conveniente scendere a valori della densità al di sotto di circa 1,50 kg/1. La quantità di acido fosforico aggiunto alla borlanda dipende dal titolo di potassio nella borlanda stessa. ;o Generalmente si utilizza una quantità di soluzione di acido fosforico da 2,7 a 3,4 kg per ogni kg di potassio nella borlanda. Il contatto tra la borlanda e l'acido fosforico viene convenientemente condotto in un reattore chiuso, munito di agitatore. La desalificazione della borlanda viene condotta in presenza di un 55 solvente organico, solubile nel mezzo ed inerte verso gli altri costituenti. Solventi organici adatti allo scopo sono gli alcoli alifatici inferiori (specie metanolo ed etanolo) ed i chetoni (specie acetone e metiletlichetone). Tra tutti è preferito l'etanolo in quanto meno tossico e largamente disponibile a basso 60 prezzo.
Non è necessario che il solvente organico utilizzato sia anidro ed inoltre non è particolarmente critica la quantità di detto solvente, anche se è conveniente utilizzarlo in quantità da 10 a 25 parti in volume per ogni 100 parti in volume di borlande. 65 Nell'attuazione pratica, viene aggiunto acido fosforico alla borlanda mantenuta in agitazione in un reattore chiuso. Dopo qualche minuto (ad esempio 10 minuti) viene aggiunto il solvente organico alla massa agitata. Dopo un tempo ulteriore da 60 a
3
660 000
90 minuti si interrompe l'agitazione e si separa il solido precipitato, ad esempio mediante centrifugazione.
Tutte le operazioni precedentemente descritte vengono condotte alla temperatura ambiente (20-25°C) o a temperature prossime a quelle ambientali.
Il solido precipitato viene quindi sottoposto ad essiccamento, che viene convenientemente condotto a temperature non superiori a 130°C, ed eventualmente ad una pressione inferiore a quella atmosferica.
Si ottiene così la composizione solida di fertilizzante organico, che contiene elementi chimici primari della fertilità ed in particolare potassio e azoto, elementi secondari quali calcio, magnesio e zolfo ed oligo-elementi quali manganese, zinco, rame, boro e ferro. Nella composizione sono ancora presenti sostanze organiche che conferiscono un titolo elevato di carbonio organico di origine biologica e si riscontra infine la presenza di amminoacidi apportatori di azoto in forma organica.
In particolare quando vengono utilizzate borlande di distilleria da melasso da bietola è possibile ottenere una composizione di fertilizzante organico con un contenuto di potassio tipicamente dell'ordine di 10% in peso, con un contenuto di fosfati tipicamente dell'ordine di 15% in peso, con un contenuto di carbonio organico dell'ordine di 20-35% in peso e con un contenuto di azoto non ammoniacale dell'ordine di 5-5,5% in peso.
La composizione solida di fertilizzante organo-minerale complesso viene preparata mescolando la composizione solida di fertilizzante organico sopra descritta con almeno un composto organico o inorganico apportatore di azoto. Ovviamente, se desiderato, si può aggiungere anche un composto, o più composti, apportatori di fosforo e/o potassio. Esempi di tali composti sono urea, nitrati, sali di ammonio, superfosfati come su-pertriplo, acido fosforico e relativi sali, cloruro di potassio e solfato di potassio.
Ovviamente la quantità dei costituenti nella composizione solida di fertilizzante organo-minerale complesso, viene regolata in funzione della natura di detti costituenti, nonché del titolo in azoto, fosforo e potassio desiderato per la composizione stessa.
Costituisce infatti un vantaggio della presente invenzione il fatto di poter ottenere una composizione solida di fertilizzante organo-minerale complesso con titolo costante e desiderato di azoto, fosforo e potassio, pur utilizzando, quale materia prima, gli effluenti dell'industria di fermentazione degli zuccheri, che presentano caratteristiche chimiche non costanti.
In ogni caso le composizioni solide di fertilizzante sono solubili in acqua e presentano le caratteristiche di buoni fertilizzanti, non solamente dal punto di vista chimico, ma anche perchè la parte che deriva da una materia prima esclusivamente vegetale è stata previamente sottoposta a procedimenti di carattere essenzialmente biologico ed è quindi assolutamente priva di sostanze fitotossiche.
Un vantaggio inerente all'uso delle composizioni di fertilizzante preparate secondo la presente invenzione, consiste nel fatto che parte degli elementi fertilizzanti sottratti al terreno durante il ciclo vegetativo delle piante zuccherine, può essere recuperato e destinato alla fertilizzazione; tutto ciò risolvendo contemporaneamente i problemi di inquinamento derivanti dagli effluenti dell'industria della fermentazione.
Gli esempi sperimentali che seguono sono illustrativi e non limitativi per l'invenzione.
Esempio l
In un reattore chiuso fornito di agitatore, contenente 250 kg di borlande di distilleria da melasso da bietola concentrate al 59% di solidi disciolti, vengono aggiunti 27,2 kg di acido fosforico concentrato (densità 1,55 kg/1) e, dopo qualche minuto di agitazione, 33 kg di etanolo acquoso (densità 0,82 kg/1). Dopo circa un'ora di lenta agitazione, il precipitato ottenuto viene separato mediante una centrifuga a paniere, inviato in un essiccatore operante a 80°C sotto vuoto e pesato. Si ottengono così 84,9 kg di un prodotto, denominato di seguito «salino fosfo-potassico» che viene sottoposto ad analisi chimica, i cui risultati sono riportati nella tabella 1, nella quale le percentuali sono espresse in percento in peso sulla sostanza secca.
TABELLA 1
Ceneri
40,72
Sostanza organica
59,28
Azoto totale
5,80
Azoto ammoniacale
0,22
Carbonio organico
32,54
Idrogeno
4,89
Potassio
9,52
Magnesio
2,13
Fosfati
14,12
Il «salino fosfo-potassico» così ottenuto presenta pertanto un titolo in N : P2O5 : K2O : MgO pari a 5,5 : 10,5 : 11,5 : 3,5.
Il «salino fosfo-potassico» così ottenuto viene utilizzato quale componente nella formulazione di fertilizzanti organo-minerali a titolo diverso di N, P2O5 e K2O. In particolare in un mescolatore-granulatore vengono aggiunte al «salino fosfo-potassico» le sostanze indicate nella tabella 2 che segue.
Le miscele rese omogenee e preparate in forma granulare, costituiscono esempi di composizione di fertilizzanti organo-minerali secondo la presente invenzione.
TABELLA 2
a) Fertilizzante organo-minerale per la concimazione di frutteti 10-10-10-3
Componenti Compo- N P2O5 K2O MgO
(N:P205:K2:Mg0) nenti (%) (%) (%) (%) (%)
«Salino fosfo-potassico 88 5,10 9,28 10,04 3,12
(5,80:10,55:11,42:
3,54)
urea 10 4,60 — — — (46:0:0:0)
fosfato biammonico 2 0,36 0,92 — —
(18:46:0:0)
100 10,06 10,20 10,04 3,12
b) Fertilizzante organo-minerale per la concimazione ortiva 14-8-9
Componenti Compo- N P2O5 K20
(N:P205:K20) nenti (%) (%) (%)
(%)
«Salino fosfo-potassico» 79 4,58 8,33 9,02 (5,8:10,55:11,42)
Urea 21 9,66 — —
(46:0:0)
100 14,24 8,33 9,02
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
660 000
4
c) Fertilizzante organo-minerale per la concimazione del grano e della bietola 9-20-8
Componenti Compo- N P2O5 K2O
(N:P205:K20) nenti (%) (%) (%)
(%)
«Salino fosfo-potassico» 72 4,17 7,59 8,22 (5,8:10,55:11,42)
fosfato biammonico 28 5,04 12,88 —
(18:46:0)
100 9,21 20,97 8,22
Esempio 2
In un reattore chiuso, fornito di agitatore, contenente 250 kg di borlande di distilleria di melasso di bietola, concentrate al 59% di solidi disciolti, vengono aggiunti 27,2 kg di acido fosforico concentrato (densità 1,55 kg/1) e, dopo qualche minuto di agitazione, 36 kg di etanolo acquoso (densità 0,82 kg/I). Dopo circa un'ora di lenta agitazione, il precipitato ottenuto viene separato mediante centrifugazione utilizzando una centrifuga a paniere. Il prodotto umido (174,7 kg al 48,6% di sostanza secca) viene introdotto in un secondo reattore e mescolato con 42 kg di etanolo acquoso (densità 0,82 kg/1). Dopo alcuni minuti di rapida agitazione, il precipitato viene separato mediante centrifugazione ed inviato in un essiccatore granulatore operante alla pressione atmosferica e munito di un sistema di recupero delle condense.
• s Si ottengono cosi 57,9 kg di un prodotto granulare, la cui composizione chimica è riportata in tabella 3 nella quale le percentuali sono espresse in percento in peso sulla sostanza secca.
TABELLA 3
Ceneri
59,40
Sostanze organiche
40,60
Azoto totale
5,43
Azoto ammoniacale
0,37
Carbonio organico
22,45
Idrogeno
3,11
Potassio
10,47
Magnesio
2,6
Fosfati
16,10
Il «salino fosfo-potassico» così ottenuto presenta pertanto un titolo in N : P2O5 : K20 : MgO pari a 5,5:12:12,54:4.
25 Mediante integrazione di detto «salino fosfo-potassico» si ottengono formulazioni di fertilizzanti organo-minerali similmente all'esempio che precede.
Claims (8)
1. Procedimento per la preparazione di un fertilizzante organo-minerale in cui un effluente della fermentazione degli zuccheri viene trattato con acido fosforico, in presenza dì un solvente organico, per separare un solido avente un contenuto di azoto organico pari ad almeno 1,5% in peso, un contenuto di pentossido di fosforo pari ad almeno 4®/o in peso, un contenuto di ossido di potassio pari ad almeno 5°?o in peso ed un contenuto di carbonio organico pari ad almeno 8% in peso.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui si aggiunge a detto solido separato almeno un composto organico o inorganico apportatore di azoto.
2
RIVENDICAZIONI
3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui si aggiunge a detto solido separato almeno un composto organico o inorganico apportatore di fosforo.
4. Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui si aggiunge a detto solido separato almeno un composto organico o inorganico apportatore di potassio.
5. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detto solvente organico è scelto tra alcoli inferiori e chetoni inferiori, e il precipitato formato viene essiccato infine.
6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, in cui detto effluente, avente un contenuto di solidi da 45 a 65"% in peso, viene posto a contatto con acido fosforico di densità da 1,50 a 1,69 kg/1, la quantità di soluzione di acido fosforico essendo da 2,7 a 3,4 kg di pentossido di fosforo per ogni kg di ossido di potassio nell'effluente.
7. Procedimento secondo la rivendicazione 5, in cui detto solvente organico viene utilizzato in una quantità da 10 a 25 parti in volume per ogni 100 parti in volume dell'effluente.
8. Procedimento secondo la rivendicazione 5, in cui detto solvente organico è etanolo.
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