LU85417A1 - Composition solide d'engrais organique et composition solide d'engrais organo-mineral et leur procede de preparation - Google Patents
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Description
«r ^
Composition solide d’engrais organique et composition solide d'engrais organo-minéral et leur procédé de préparation» \ La présente invention concerne une composition : 5 d’engrais organique et une composition d’engrais complexe organo- ; minéral, cette composition étant soluble dans l'eau,et elle concerne également un procédé poux la préparation de ces compositions.
Le brevet français n° 79 23256 décrit et revendique 1o un procédé pour ledessalement des effluents provenant des , procédés industriels de fermentation des sucres en traitant > ces effluents avec un acide minéral ou organique en présence i d’un solvant organique relativement volatil .
Ce procédé est surtout appliqué pour séparer sélec-\ 15 tivement par précipitation les sels potassiques des vinasses ; de mélasses de betteraves qui,débarrassées de la plus grande partie du potassium qu'elles contiennent,sont des composants 1 valables pour les fourrages surtout prévus pour les ruminants | comme le décrit la demande de brevet français nD 82 02259.
\ 20 Selon le brevet français n° ”79 23256 sus-mentionné, ; 1 edessalement des mélasses est effectué au moyen de l'un des ; ï. acides suivants : acide sulfurique, nitrique, chlorhydrique, chlorique, perchlorique, iodique, cbromique, tartrique et * oxalique. La présente invention est essentiellement basée sur ; * 25 l’observation que les produits provenant du dessalemen^par [ l’acide phosphorique-et en présence d'un solvant organique, des effluents provenant de la fermentation des sucres, montrant en plus un titre élevé de phosphore et de potassium, sont exempts de substances phytotoxiques et contiennent en outre 30 des quantités relativement importantes d'autres éléments miné-
At 2 raux ainsi que des substances organiques utiles qui passent à travers les procédés de fermentation et le procédé de à l'état non modifié ou pratiquement non modifié» En conséquence, selon la présente invention, ces produits solides provenant du 5 dessalement sont par eux-mêmes des compositions d'engrais organiques de valeur ou bien des constituants valables de compositions d'engrais complexesorgano-minéraux, quand ils sont - - incorporés avec au moins un composé organique ou minéral porteur d1 azote.
* 10 Par conséquent, la présente invention concerne une composition solide d'engrais organique constituée par le produit solide provenant du dessalement, par l'acide phosphorique et en présence d'un solvant organique^ d'un effluent provenant des procédés industriels de fermentation des sucres (vinasse}. Une 15 telle composition contient généralement une quantité d'azote organique d'au moins 1,5¾ en poids, une quantité de phosphore (exprimé en P2^5-' d'au m°ins 4¾ en poids, une quantité de »- potassium (exprimé en K^O) d'au moins 5¾ en poids, et une teneur en carbone organique d'au moins 8¾ en poids.
20 Selon une autre caractéristique, la présente invention concerne une composition solide d'engrais complexe organo-minéral comprenant la composition solide de l'engrais organique mentionné ci-dessus, et au moins un composé organique ou minéral porteur d'azote. Cette composition d'engrais complexe 25 organo-minéral a plus communément une teneur en azote total d'au moins 3¾ en poids, les teneurs en azote organique, phosphore, i potassium et carbone organique étant celles indiquées ci-dessus en se référant- à la composition solide d'engrais organique. Les matières premières,qui peuvent être utilisées convenablement 30 pour préparer la composition solide d'engrais organique selon la présente invention,sont les effluents provenant de la fermen-* tation industrielle des sucres,tels que par exemple les * effluents provenant de la fermentation industrielle des mélasses ou,plus généralement des solutions de sucres obtenues par les 35 procédés d'extraction des plantes telles que la betterave sucrière, la canne à sucre et le sorgho . Ces effluents sont généralement désignés sous le nom de "vinasses”. Sont également utiles comme matièrespremières appropriéesd'autres effluents provenant de la 3 ! i j ! fermentation industrielle des sucres,tels que par exemples les résidus de la fabrication de l'acide citrique, de la glycérine, de l'acide glutamique, de 1' acide lactique, de l'alcool butyl^ ique et de l’acétone et des substances antibiotiques. Tout 5 ceci basé sur l'observation que les procédés de fermentâtion,qui rendent utilisables les extraits sucrés des plantes,sont actifs sur les hydrates de carbone contenus dans la matière première i en même temps qu'ils laissent des quantités de produits minéraux i · i et de protéines, que cette matière contient au départ,pratiquement 1 q non modifiés dans les effluents.
Dans la description qui suit toutes les matières j premières qui ont été décrites ci-dessus sont désignées sous i le nom de "vinasses".
Selon le procédé objet de la présente invention, -i 5 une vinasse contenant de 40® à 65¾ en poids de matière solide dissousjet de préférence de 50¾ à 60¾ en poids de cette matière solide, est traitée avec l'acide phosphorique. On préfère pour cela utiliser de l'acide phosphorique concentré, par exemple de l'acide phosphorique ayant une densité de 1,69 kg/litre.
20 Toutefois, on peut utiliser aussi bien des solutions aqueuses d'acide phosphorique dilué bien qu'il soit généralement préférable de ne pas diminuer sa densité à une valeur inférieure à environ 1,50 kg/litre. La quantité d'acide phosphorique à ajouter à la vinasse est fonction du titre de potassium de la 25 vinasse elle-même. On utilise en général une quantité de solution d'acide phosphorique comprise entre 2,7 et 3,4 kg par kg de potassium dans la vinasse. La mise en contact entre la vinasse et l'acide phosphorique a lieu convenablement dans un récipient laboratoire fermé équipé de moyens d'agitation. Une * 3[j caractéristique fondamentale de la présente invention est que le stade de dessalement de la vinasse est effectué 'en présence d'un solvant organique qui est soluble dans le milieu réactionnel et est inerte vis-à-\fis des autres constituants du mélange réactionnel. Des solvants organiques appropriés dans ce but 35 sont les alcools aliphatiques inférieurs (surtout le méthanol et l'éthanol) et les cétones (surtout l'acétone et la méthyléthvl-cétone). Parmi tous ces produits,1'éthanol est préféré davantage £ 4 ί du fait qu’il a une faible toxicité et qu'il est disponible en grandes quantités à bon marché*
Il n'est pas nécessaire que le solvant organique soit anhydre et,de plus,la quantité de ce solvant n'est pas critique 5 bien qu' il soit plus commode de l'utiliser en une quantité comprise entre 10 et 25 parties en volume pour 100 parties en volume de la vinasse.
Dans les modes de réalisation pratiques de la présente invention, l'acide phosphorique est ajouté à la vinasse Ί0 qu'on agite dans un réacteur fermé. Au bout de quelques minutes Cpar exemple 10 minutes) on ajoute le solvant organique à la charge sous agitation. Après une durée supplémentaire de 60 à 90 minutes, l'agitation est arrêtée et les matières solides précipitées sont séparées,par exemple par centrifugation. Toutes 15 les opérations décrites ci-dessus sont effectuées à la température ambiante C20-25°C) ou à une température proche de la température ambiante.
La matière solide précipitée est ensuite soumise à une opération de séchage qui est effectuée convenablement à des 20 températures ne dépassant pas 130°C et; éventuellement,sous une pression inférieure à la pression atmosphérique.
On obtient ainsi la composition solide d'engrais organique selon la présente invention qui contient des éléments chimiques primaires responsables du pouvoir fertilisant et plus 25 particulièrement le potassium et l'azote,des éléments secondaires tels que calcium, magnésium et soufre,et des oligo-éléments tels que manganèse, zinc, cuivre, bore et fer. Des substances organiques sont en outre également présentes dans“la composition ce qui donne à celle -ci un titre élevé de produit organique _30 d'origine biologique/et sont également présents des amino-acides porteur d'azote organique.
Plus particulièrement,quand les vinasses provenant de - la distillâtion.des mélasses de betteraves sont utilisées, on peut obtenir une composition d'engrais organique ayant une teneur 35 en potassium qui est concrètement de l'ordre de KH en poids, avec une teneur en phosphates qui est concrètement de l'ordre de 15¾ en poids, une teneur en carbone organique de l'ordre de 20 à 35¾ en poidsfet une teneur en azote non ammoniacal de l'ordre de 5 à |5,5¾ en poids .
i 5
La composition solide de l'engrais complexe organo^ minéral selon la présente invention est préparée en mélangeant la composition solide de l'engrais organique décrit ci^· dessus avec au moins un composé organique ou minéral porteur 5 d'azote. Si on le désire,natureliement7un composé ou plusieurs - composés porteurs) de phosphore et/ou de potassium peut (peuvent) être également ajoutées/.
Des exemples de ces composés sont ceux appartenant à la classe de l'urée, des nitrates, des sels d'ammonium, des 10 superphosphates tels que supertriple, de l'acide phosphorïque et de ses sels, du chlorure de potassium et du sulfate de potassium.
Bien entendu, les quantités des constituants dans la composition solide de l'engrais complexe organo-minéral 15 sont déterminées aussi bien du point de vue de la nature de ces constituants que du titre d'azote,de potassium et de phosphore souhaitées pour la composition elle-même.
Une caractéristique avantageuse de la présente invention est ef fect i veinent le fait que l’on peut obtenir une composition 20 solide de l'engrais complexe organo-minéral avec un titre constant et prédéterminé d'azote, de phosphore et de potassium même quand on utilise comme matière première les effluents provenant de la fermentation industrielle de sucres dont les caractéristiques chimiques ne sont pas constantes.
25 Dans certains cas, les compositions solides d'engrais selon la présente invention sont solubles dans l'eau et possèdent des caractéristiques de bons fertilisants,non seulement du point de vue chimique mais également parce que leurs constituants, qui proviennent de matières premières exclusivement végétales, * 30 ont d'abord été soumis à des traitements de caractère essentiel lement biologique, et par conséquent sont absolument exempts de substances phyto-toxiques, " Un avantage de l'utilisation des compositions d'engrais selon la présente invention, est qu'une partie des 35 éléments fertilisants qui ont été extraits du sol pendant le cycle végétatif des plantes sucrières peuvent être récupérés et recyclés de nouveau comme engrais, et ceci permet en outre de i résoudre simultanément les problèmes de pollution posés par les ί β » 6 effluents des procédés industriels de fermentation*
La présente invention est illustrée par les exemples descriptifs et non limitatifs ci-après.
Exemple 1 S Dans un récipient laboratoire fermé,équipé de * moyens d'agitation, contenant 250 kg de vinasses provenant de la distillation.de mélassesde betteraves, telles que des * *- vinasses ayant été concentrées jusqu'à une teneur de 59¾ en matière solide dissoute, on ajoute 27,2 kg d'acide phosphorïque * 10 (acide phosphorïque concentré densité 1,55 kg/1) et^après quelques minutes d'agitation,on ajoute 33 kg d'une solution hydro-éthanolique (densité 0,82 kg/1}, Après avoir agité lentement pendant environ 1 heure, la matière précipitée ' ainsi obtenue est séparée à l'aide d'une centrifugeuse à panier, 15 envoyée dans un four de séchage fonctionnant à 80°C sous vide et pesée On obtient ainsi 84,9 kg d'un produit,qui sera désigné par la suite sous le nom de "saline phosphopotassique", qui est soumis à l'analyse chimique dont les résultats sont indiqués dans le tableau 1^ tableau dans lequel les pourcentages sont 20 exprimés en pourcent par rapport au poids de matière séchée.
Tableau 1
Cendres 40,72
Matière organique 59,28
Azote total 5,80 25 Azote ammoniacal 0,22
Carbone organique 52,54
Hydrogène 4,89
Potassium 9,52
Magnésium 2,13 * 30 Phosphates 14,12
La soline phosphopotassique ainsi obtenue a par con- | * séquent un titre de N : î Koo : MgO de 5,5 : 10,5 : 11,5 ; * 3,5. Cette saline phosphopotassique est utilisée comme constituant dans la formulation d'engrais organo-minéraux avec différents 35 titres de N, P2^S et ^2^‘ ^us particulièrement, dans un broyeur malaxeur-granulateur, on ajoute les substances à la saline , phosphopotassique indiquées dans le tableau 2 ci-dessous. 1 Λ « · i « * 7
Les mélang-es homogénéisés et granulés sont des exemples d’engrais organo-roinéraux selon la présente invention*
Tableau 2 a) Enrais organo-minéral pour vergers 10-10-10-3
5 Constituants N ^2^5 ^2® MgO
* (N:P2O5:K20:MgO) (IJ (I) (IJ (U (IJ
mm mm, —*— — «·» — ~ > —·— * r> Τ' ”* r· ^ 'î «ζ Γ ^
Saline phospho-potassique 88 5,10 9,28 10,04 3,12 (5,80:10,55:11,42:3,54)
10 Urée 10 4,60 TV· r v V
(46:0:0:0) (NH4)2P04 2 0,36 0,92 (18:46:0:0) - - ----- V^U_ 100 10,06 10,20 10,04 3,12 b) Engrais organo-minéral pour la fertilisation de jardins maraîchers 14-8-9
Constituants N P2°5 K2° (N:P205:K20) (¾) (I) (I) (I)
Saline phospho-potassique 79 4,58 8,33 9,02 "U (5,8:10,55:11,42)
Urée 21 9,66 (46:0:0) __ __ __ 100 14,24 8,33 9,02 cj Engrais organo-minéral pour la fertilisation du blé et des betteraves 9-20-8
Constituants N P2^5 K^O
(N:P205:K20) (¾) (I) (¾) (ï) % Saline phospho-potassique 72 4,17 7,59 8,22 (5,8:10,55:11,42) (NH4)2HP04 28 5,04 12,88 * (18:46:0) __ 100 9,21 20,97 8,22
Dans un récipient laboratoire fermé,équipé de moyens d1 agitation^contenant 250 kg de vinasses provenant de la 1 distil!ation de mélassesde betteraves, concentrées jusqu 1 à une i t 8 φ ** teneur en matière solide dissoute de 591, on ajoute 27,2 kg d’acide phosphorique concentré (densité 1,55 kg/1) et,après quelques minutes d'agitation,on ajoute 36 kg d’une solution hydro-éthanolique (densité 0,82 kg/1). Après avoir agité lente- 5 ment pendant environ 1 heure, le précipité qui a été obtenu est e séparé par centrifugation en utilisant une centrifugeuse à panier. Le produit humide (174,7 kg avec 48,6¾ de matière • a sèche) est introduit dans un second réacteur et est mélangé avec 42 kg d'une solution hydro-éthanolique (densité 0,82 kg/13 .
10 Après avoir agité rapidement pendant quelques minutes, le précipité est séparé par centrifugation et envoyé dans un malaxeur-sécheur-granulateur fonctionnant au dessous de la pression atmosphérique et équipé d'un dispositif pour récupérer le condensât.
15 On obtient ainsi 57,9 kg de produit granulé dont la composition chimique est indiquée dans le tableau 3 où les pourcentages sont exprimés en pourcent pondéral par rapport * à la matière sèche.
Tableau 3 20 Cendres 59,40
Matière organique 40,60
Azote total 5,43
Azote ammoniacal 0,37
Carbone organique 22,45 25 Hydrogène 3,11
Potassium 10,47
Magnésium 2,6
Phosphates 16,10
La saline phospho-potassique ainsi obtenue a par * 30 conséquent un titre de N : P205 : K?0 : MgO de 5,5:12:12,5:4.
En incorporant cette saline phospho-potassique on obtient des formulations d'engrais organo-minéraux similaires à ceux indiqués 4 dans l'exemple précédant.
L
/
J
Claims (5)
- 2. Composition selon la revendication 1, caractéri^ sée par le fait qu'on l'obtient en mettant la vinasse en contact avec l'acide phosphorique puis en ajoutant au mélange ainsi obtenu un solvant organique appartenant à la classe des alcools 15 inférieurs et des cétones inférieures,et en séparant et séchant finalement le précipité ainsi formé.
- 3. Composition selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la vinasse,contenant de 45¾ à 65¾ en poids de - matière solide, est mise en contact avec l'acide phosphorique 20 ayant une densité comprise entre 1,50 et 1,69 kg/1, la quantité de la solution d'acide phosphorique étant comprise entre 2,7 kg et 3,4 kg/kg de potassium dans la vinasse.
- 4. Composition selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'on utilise une quantité de solvant organique 25 comprise entre 10 et 25 parties en volume pour 100 parties en volume de la vinasse.
- 5. Composition selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le solvant organique est l’éthanol.
- 6. Composition d'engrais complexe organo-minéral „ 30 obtenue par l'addition d'au moins un composé organique ou minéral « porteur d'azote- etfsi on le désire^porteur également de nhosphore et/ou de potassium à la composition d'engrais organique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. I \
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