ES2256280T3 - Concepto para la separacion de fangos y produccion de biogas. - Google Patents

Abstract

Método para reducir el número de microorganismos y/o priones viables presentes en un material orgánico, comprendiendo dicho método las etapas de i) proporcionar un material orgánico que comprende partes sólidas y/o líquidas, ii) someter dicho material orgánico a las etapas de procesamiento de a) cocer a presión con cal a una temperatura de entre 100ºC y 220ºC dando como resultado la hidrólisis del material orgánico, en la que la cal es Ca(OH)2 y/o CaO, y b) separar el amoniaco de dicho material orgánico cocido a presión, en el que la cal añadida en conexión con la separación del amoniaco y el saneamiento del material orgánico precipita ortofosfato disuelto, y iii) obtener un material orgánico procesado que comprende un número reducido de microorganismos viables y/o priones, comprendiendo dicho método las etapas adicionales de derivar el material orgánico procesado a un fermentador de biogás, fermentar el material orgánico procesado y obtener un biogás.

Description

Concepto para la separación de fangos y producción de biogás.

En un primer aspecto, la presente invención se refiere a una digestión anaerobia de estiércoles animales, cultivos energéticos y sustratos orgánicos similares. El procedimiento puede refinar nutrientes comprendidos en la biomasa digerida para dar fertilizantes de calidad comercial. El sistema de separación de biogás y fango según la presente invención está integrado preferiblemente con las operaciones de cría de animales en un concepto total en el que se optimizan los funcionamientos interno y externo de la cría de animales.

Un aspecto adicional de la invención es la posible aplicación para deshacerse de desechos animales en la forma de canales de animales, desechos de mataderos, harina de carne y huesos, etc. El desecho se refina en la planta para dar fertilizantes que van a aplicarse a tierra para agricultura. El posible contenido de priones de EEB (encefalopatía espongiforme bovina) u otros priones se reduce sustancialmente, si no se elimina, en el procedimiento completo. El producto animal no se utiliza en este concepto como forraje sino como fertilizante. La destrucción de posibles priones de EEB en la biomasa tratada en la planta en combinación con el uso de biomasa refinada como fertilizante en lugar de forraje reduce sustancialmente, si no elimina, el riesgo de infección de animales o seres humanos con priones de EEB o modificaciones de los mismos.

Los funcionamientos internos se ocupan de aspectos de calidad relacionados con la gestión de alojamientos de animales e incluyen higiene industrial, bienestar animal, control de las emisiones gaseosas y de polvo y seguridad alimentaria. Los funcionamientos externos se ocupan principalmente de la producción de energía y control de emisiones al entorno de nutrientes y gases de efecto invernadero y la venta de productos alimenticios de alta calidad así como una manera alternativa de deshacerse de las canales de animales y similares.

Antecedentes de la invención Separación de amoniaco

La química del amoniaco se conoce bien y la separación de amoniaco de diferentes fluidos es un proceso industrial bien conocido. Por ejemplo, se ha empleado por la industria azucarera (Bunert et al. 1995; Chacuk et al. 1994; Benito y Cubero 1996) y por los municipios como tratamiento de desecho en vertederos (Cheung et al. 1997). El amoniaco también puede separarse de los fangos de cerdos basándose en los mismos principios que en la industria (Liao et al. 1995).

El principio básico para la separación de amoniaco a gran escala es el aumento del pH y la aireación y calentamiento del agua residual o el fango. A menudo lo que se utiliza es Ca(OH)_{2} o CaO para aumentar el pH. Pueden emplearse otras bases tales como NaOh o KOH. Sin embargo, se utiliza cal a escala industrial, por ejemplo, por la industria cementera y es, por tanto, barata y fácilmente disponible como producto a granel.

Cuando se absorbe el amoniaco separado y se produce un concentrado de amoniaco, a menudo se utiliza ácido sulfúrico en la columna de absorción. El ácido sulfúrico es un producto industrial a granel y está disponible en una calidad técnica apropiada para su uso en columnas de absorción que separan amoniaco de fango y otras aguas residuales (por ejemplo, Sacuk et al. 1994).

Basándose en la experiencia adquirida en la industria azucarera, se ha encontrado que los valores paramétricos más apropiados son: temperatura de 70ºC, un pH en el intervalo de aproximadamente 10-12; y una razón líquido-gas de 1:800, 96% de efectividad.

Para la separación de amoniaco del fango, se encontró que los valores paramétricos óptimos a baja temperatura son: temperatura de 22ºC; pH de aproximadamente 10-12; razón líquido-gas de 1:2000, 90% de efectividad, funcionamiento durante 150 h (Liao et al. 1995).

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Hidrólisis alcalina y térmica

El pretratamiento térmico de biomasa antes de la digestión anaerobia es una tecnología que se describe bien en la bibliografía, por ejemplo, Li y Noike (1992). En los últimos años, el pretratamiento térmico de los desechos municipales se ha utilizado también a escala comercial por Cambi AS, Billingstad, Noruega.

Wang et al. (1997a y b) encontraron que el pretratamiento térmico de desechos municipales a 60ºC y un tiempo de residencia hidráulico de 8 días dio como resultado un aumento de la producción de metano del 52,1%. Se encontró un resultado similar por Tanaka et al. (1997), sin embargo, la combinación con hidrólisis alcalinas dio el mayor aumento en el rendimiento de gas (200%). McCarty et al. han realizado una serie de estudios que muestran que la combinación de hidrólisis térmicas y alcalinas aumenta el rendimiento de gas sustancialmente. Sin embargo, el pH será de aproximadamente 10 a 12, y preferiblemente de 11 o superior, antes de que la hidrólisis química produzca un rendimiento de gas adicional significativo.

Los resultados de Wang et al. (1997) muestran que los valores paramétricos por defecto para la separación de amoniaco según la sección 2.1 (el pH de aproximadamente 10 a 12, preferiblemente de 11 o más, y la temperatura de aproximadamente 70ºC o más durante una semana) aumentarán el rendimiento de gas.

Bibliografía

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Saneamiento

El saneamiento de fango antes de transportarlo y aplicarlo al campo constituye una importante estrategia para reducir el riesgo de propagar zoonosis y virus, bacterias y parásitos veterinarios (por ejemplo, Bendixen 1999). La digestión anaerobia ha demostrado ser eficaz en la reducción del número de zoonosis en fangos pero no elimina estos microorganismos (Bendixen 1999; Pagilla et al. 2000). El uso de CaO para saneamiento de fango de aguas residuales también ha demostrado que los huevos de Ascaris y los parásitos (Eriksen et al. 1996) y virus se reducen sustancialmente pero no completamente (Turner y Burton 1997).

Bibliografía

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Espuma

La formación de espuma asociada con la digestión anaerobia puede constituir un serio problema para hacer funcionar los fermentadores. Varias sustancias para la remediación de la espuma están disponibles comercialmente incluyendo diferentes polímeros, aceites vegetales (por ejemplo, aceite de colza) y diferentes sales (por ejemplo, Vardar-Sukan 1998). Sin embargo, los polímeros pueden producir problemas medioambientales y a menudo son caros e ineficaces.

Bibliografía

Vardar-Sukan F. (1998) Foaming: consequences, prevention and destruction. Biotechnology Advances 16, 913-948.

Floculación

Los iones calcio se conocen bien como medio para flocular sustancias y partículas debido a la formación de puentes de calcio entre sustancias orgánicas e inorgánicas en solución o suspensión, formando así "flóculos" de partículas (por ejemplo, Sanin y Vesilind 1996). Por este motivo, el calcio se ha utilizado para la deshidratación de lodos de aguas residuales (Higgins y Novak 1997).

Bibliografía

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Separación de fango en centrífuga decantadora, separación de P

Se han aplicado centrífugas decantadoras a varios procesos industriales durante los últimos 100 años.

Entre los ejemplos recientes del uso de centrífugas decantadoras está la planta de Novo Nordisk en Kalundborg en la que se tratan todos los desechos de las grandes unidades de fermentación de la insulina. También se deshidratan los lodos municipales por medio de centrífugas decantadoras (Alfa Laval A/S). Las centrífugas decantadoras separan la materia seca (sólida) del lodo o desechos, mientras que la fase acuosa o agua de desecho se conduce a una planta convencional de tratamiento de aguas residuales.

Los experimentos con separación de fangos de ganado, cerdos y desgasificados muestran en primer lugar que las centrífugas decantadoras pueden tratar todos los estiércoles sin ninguna dificultad. También se ha encontrado que las centrífugas retiran aproximadamente el 70% de la materia seca, el 60-80% del P total y sólo el 14% de N total de un fango previamente digerido con termófilos (M\diameterller et al. 1999; M\diameterller 2000a). Los valores correspondientes para un fango sin tratar de ganado o cerdos son algo inferiores. Debe observarse que sólo se retira de los desechos el 14% del N total.

El coste del tratamiento total se ha calculado que es de 5 Dkr. por m^{3} de fango con un volumen de fango de 20.000 toneladas o más. En aquellas situaciones en las que el volumen de fango supera las 20.000 toneladas, las centrífugas decantadoras son instrumentos rentables y baratos para la separación de materia seca y P total del fango (M\diameterller et al. 1999).

En circunstancias normales, no tiene ningún interés tratar el fango en una centrífuga decantadora, porque no se asocia con ninguna reducción de volumen ni otras ventajas para los granjeros. La pérdida de amoniaco tras la aplicación al campo del fango tratado puede reducirse algo debido a un aumento de la tasa de infiltración en el suelo (M\diameterller 2000b), pero esto es con creces un incentivo suficiente para que los granjeros utilicen centrífugas decantadoras.

Bibliografía

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Precipitación de P

El P disuelto se precipita casi inmediatamente tras la adición de Ca como fosfato de calcio, Ca_{3}(PO_{4})_{2} (Cheung et al. 1995).

Bibliografía

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Prevención de la formación de estruvita

Es un aspecto adicional importante que la precipitación de P en combinación con la separación de amoniaco evita la formación de estruvita (MgNH_{4}PO_{4}). La estruvita constituye un problema de trabajo significativo en intercambiadores de calor, transporte en tuberías, etc. (Krüger 1993). El mecanismo de retirada de P es mediante la formación de CaPO_{4} así como la retirada de amoniaco a través del proceso de separación. La retirada de P y amoniaco evita la formación de estruvita.

Krüger (1993) Struvit dannelse i biogasfællesanlæg. Krüger WasteSystems AS.

Filtración de agua de desecho

Se han presentado sistemas para el tratamiento final y la filtración con membrana de agua de desecho durante los últimos 10 años en la forma de, por ejemplo, plantas de membrana (BioScan A/S, Ansager ApS) y plantas basadas en la compresión de vapor (Funki A/S, Bj\diameterrnkjær Maskinfabrikker A/S). Estos sistemas generalmente dan como resultado un coste aproximado por m^{3} de fango de 50-100 Dkr. Las plantas no pueden además tratar otros tipos de estiércol aparte del fango de cerdos.

La reducción de volumen obtenida por estas plantas a menudo no es superior al 50-60%, lo que significa que la aplicación al campo de los restos depende en cualquier caso de dispositivos convencionales. Por tanto, estas plantas no son competitivas debido al nivel de costes y/o a una reducción de volumen limitada.

Sin embargo, es importante considerar y reconocer que el nivel de costes de estas plantas. También es valioso considerar el uso de energía en la forma de electricidad al que da lugar la compresión mecánica de vapor, es decir, aproximadamente 50 kWh por tonelada de fango tratado. Esto significa que las membranas, con la suposición de que la fase acuosa que va a filtrarse consiste en sales y cantidades mínimas de materia seca solamente, que no producen problemas de incrustación o ensuciamiento, puede ser capaz de competir con las tecnologías de evaporación.

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Cocción con cal

Una hidrólisis térmica y química a temperaturas inferiores a 100ºC y, por tanto, presiones de aproximadamente 1 atm, representa una opción para aumentar la disponibilidad de la materia orgánica para la generación de biogás. Sin embargo, los hidratos de carbono complejos, tales como celulosa, hemicelulosas y lignina no se hidrolizan completamente mediante tales tratamientos. Las fibras de la paja, maíz y otros cultivos no se vuelven disponibles para la formación de metano mediante tales tratamientos (Bjerre et al 1996; Schmidt y Thornsen 1998; Thomsen y Schmidt 1999; Sirohi y Rai 1998). Una cocción con cal alcalina a temperaturas moderadas superiores a 100ºC es muy adecuada para hacer disponibles estos sustratos para la descomposición microbiana (Curelli et al. 1997; Chang et al. 1997; Chang et al. 1998).

Este tratamiento, cuando se aplica a fibras de celulosa procedentes de cortes de caña de azúcar de 0,5 mm (con CaO al 4%, 200ºC y 16 bar), disgrega la celulosa en pequeños ácidos orgánicos tales como ácido fórmico, ácido acético, ácido láctico, etc. La generación de metano a partir de la celulosa tratada es, por tanto, de hasta el 70% de la cantidad correspondiente de hidratos de carbono como glucosa pura (Azzam y Naser 1993). También, pueden tratarse cultivos verdes en un cocedor de cal, pero a temperaturas inferiores. Se ha demostrado que se consiguió el resultado óptimo cuando se expusieron jacintos de agua a pH 11 y 121ºC (Patel et al. 1993). La formación de PAH (hidrocarburos aromáticos policíclicos) y de sustancias inhibidoras para las bacterias productoras de metano puede formarse a temperaturas elevadas (Varhegyi et al. 1993; Patel et al. 1993). Sin embargo, estos fenómenos no se han observado a las temperaturas relativamente moderadas utilizadas en la cocción con cal en comparación con la pirólisis (Azzam et al. 1993). Durante la pirólisis, las temperaturas son tan altas que la biomasa se desintegra directamente en gases como, hidrógeno, metano y monóxido de carbono pero desafortunadamente también en PAH y otros contaminantes.

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Ensilado de cultivos energéticos

El uso convencional de cultivos energéticos es principalmente en la forma de combustible sólido para quemado (sauce como troceados de madera, paja o semilla completa) o como combustible para motores (aceite de colza). Con una base experimental, se utilizan remolachas y paja para la producción de etanol (Parsby; Sims 2001; Gustavsson et al. 1995; Wyman y Goodman 1993; Kuch 1998). En otras partes del mundo, el uso de cultivos energéticos está muy extendido y es objeto de mucha investigación. El uso de plantas terrestres así como marinas y de agua dulce está bien documentado (Gunaseelan 1997; Jewell et al. 1993; Jarwis et al 1997). Algunos estudios parecerían indicar que la fermentación anaerobia de cultivos energéticos es competitiva para otros usos de la biomasa (Chynoweth D. P., Owens J. M., y Legrand R. 2001).

El uso de cultivos energéticos tiene una buena motivación. El uso de paja se organiza de manera que probablemente hace de esta práctica un concepto a observar durante los años venideros. El uso de troceados de madera parece ser económico y viable en la práctica. La incineración de cereales de grano, por otra parte, ha dado lugar a objeciones éticas. La producción de cereales de grano está asociada de manera inevitable con el uso de fertilizantes y pesticidas y con pérdidas de N de los campos. El N también se pierde durante el quemado de la biomasa.

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Sistemas para deshacerse de cadáveres de animales, etc

El presente sistema para deshacerse de cadáveres de animales se organiza registrando plantas que están autorizadas para tratar los cadáveres de animales. Los cadáveres se utilizan principalmente para la producción de harina de carne y huesos que tradicionalmente se ha utilizado para productos alimenticios para animales.

La presente crisis de EEB ha detenido esta práctica mediante una orden reguladora de la comisión de la UE, que establece que la harina de carne y huesos no puede utilizarse como producto alimenticio para animales.

El sector ganadero y los negocios asociados en Europa encaran así el reto de encontrar un uso alternativo de la harina de carne y huesos o maneras alternativas para deshacerse de la harina. Sin embargo, es una difícil tarea debido a las limitaciones impuestas por el riesgo de propagar priones de EEB u otros priones presentes posiblemente en la harina u otras fracciones de cadáveres de animales.

El uso de harina de carne y huesos o cadáveres de animales en plantas de biogás convencionales ciertamente no es aconsejable y sólo posible parcialmente. El procesamiento de cadáveres de animales en plantas autorizadas para procesar tales animales se realiza normalmente a temperaturas de aproximadamente 130ºC, con una presión de aproximadamente 2-3 bar con un tiempo de retención de 20 min. Tales condiciones no se encuentran en las plantas de biogás convencionales.

El documento DE3737747 describe una planta y un procedimiento para separar N. Se añade CaO al estiércol mediante el cual se separa el amoniaco, dicho amoniaco se absorbe en una solución de agua que contiene ácido clorhídrico. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la utilización de cultivos energéticos, a la absorción de amoniaco en una solución de azufre, a la precipitación de P, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento DE4201166 describe un método de tratamiento concurrente de diferentes productos de desecho orgánicos, en el que se separan los productos de desecho en tres fracciones que contienen diferentes cantidades de componentes sólidos. Se homogenizan las fracciones sólidas antes de la fermentación y la producción de biogás. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la utilización de cultivos energéticos, a la absorción de amoniaco en una solución de azufre, a la precipitación de P, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento DE4444032 describe una planta y un procedimiento en el que se agita el fango en el primer reactor, se airea y se añade cal hasta un pH de 9,5 para separar el amoniaco. En el segundo reactor se añaden una sal que contiene hierro y un polímero para neutralizar el fango y precipitar los sólidos. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la utilización de cultivos energéticos, a la absorción de amoniaco en una solución de azufre, a la precipitación de P, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento DE196615063 describe un procedimiento en el que se separa amoniaco de estiércol fermentado. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, a la utilización de cultivos energéticos, a la precipitación de P, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento EP0286115 describe un método para la producción de biogás en el que se añade estiércol a ácidos grasos o composiciones que contienen ácidos grasos. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, a la utilización de cultivos energéticos, a la precipitación de P, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento EP0351922 describe una planta y un procedimiento en el que se produce la separación de amoniaco, dióxido de carbono y fosfato de estiércol líquido. Se transporta el estiércol desde la granja mediante vagones cisterna hasta la planta en la que se trata el fango con aire caliente y mediante lo cual se separan parcialmente el amoniaco y dióxido de carbono. Se calienta la parte restante de fango y se añade cal hasta un pH de 10-11, mediante lo cual se separa más amoniaco y se forma fosfato de calcio. Se absorbe en una solución ácida el amoniaco separado mediante la formación de una sal de amoniaco, que se seca y se utiliza como fertilizante. Se utiliza una centrífuga decantadora para separar las partes sólidas del fango. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la utilización de cultivos energéticos, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento ES2100123 describe una planta y un procedimiento en el que se limpia un estiércol líquido. Se degradan componentes orgánicos y se eliminan los sólidos precipitados mediante centrifugación decantadora. Se añade ácido al líquido y se extiende en el terreno o se limpia adicionalmente mediante aireación y mediante esa separación de amoniaco. Se deriva el líquido limpiado hacia una planta purificadora de agua. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco en una etapa temprana, a la utilización de cultivos energéticos, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento FR2576741 describe un procedimiento para la producción de biogás mediante la fermentación de estiércol líquido. Se trata con cal el fango y se eliminan los componentes precipitados. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, a la utilización de cultivos energéticos, a la precipitación de P, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento GB 2013170 describe una planta y un método para la producción de biogás. En el primer reactor se acidifica el material orgánico y se elimina la fracción sólida. Se deriva la fracción líquida hacia el segundo reactor en el que se produce la degradación anaerobia con la producción de gas metano. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco, a la utilización de cultivos energéticos, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento DE19644613 describe un método para producir fertilizantes sólidos a partir del estiércol. Se añade sustrato de la producción de biogás al estiércol líquido junto con CaO o Ca(OH)_{2}. Se recoge el amoniaco separado. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, a la utilización de cultivos energéticos, a la precipitación de P, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento DE19828889 describe la cofermentación de cultivos cosechados y desechos orgánicos con la producción de biogás. Se homogeneiza el material y se fermenta. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, a la utilización de cultivos energéticos, a la precipitación de P, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 4.041.182 describe un método para la producción de productos alimenticios para animales a partir de desechos orgánicos. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, a la utilización de cultivos energéticos, a la precipitación de P, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 4.100.023 describe una planta y un procedimiento para la producción de gas metano y fertilizantes. En el primer reactor se realiza una degradación aerobia del material homogeneizado. En el segundo reactor que se calienta, se produce una degradación anaerobia y la producción de biogás. Se producen los fertilizantes como líquidos. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco, a la utilización de cultivos energéticos, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 4.329.428 describe una planta para descomposición anaerobia, en particular material de diversas plantas verdes, y el uso del biogás producido. La planta se basa en la descomposición ocasionada por bacterias anaerobias mesófilas o termófilas. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, a la separación de amoniaco, a la precipitación de P, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 4.579.654 describe una planta y un procedimiento para producir biogás a partir de materiales orgánicos. Se hidrolizan, acidifican y fermentan materiales sólidos. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco, a la utilización de cultivos energéticos, a la prevención de la formación de estruvita etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 4.668.250 describe un procedimiento en el que se elimina amoniaco de la fracción líquida mediante aireación. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, a la utilización de cultivos energéticos, a la precipitación de P, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 4.750.454 describe una planta para la digestión anaerobia de estiércol animal y el uso del biogás producido mediante el procedimiento. La planta se basa en la descomposición ocasionada por bacterias anaerobias mesófilas o termófilas y utiliza un motor alimentado con gas local equipado con un generador. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, a la separación de amoniaco, a la precipitación de P, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 5.071.559 describe un método para el tratamiento de estiércol. Se añade agua al estiércol y se acidifica la mezcla. Se elimina líquido mediante la producción de vapor, que se condensa de nuevo en otro reactor y se trata de forma anaerobia para producir biogás. Luego la fracción de líquido fermentada se trata mediante un procedimiento aerobio. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco, a la utilización de cultivos energéticos, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 5.296.147 describe un procedimiento para tratar estiércol y otros componentes orgánicos. Se fermenta el desecho orgánico y luego se nitrifica y se desnitrifica posteriormente. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco, a la utilización de cultivos energéticos, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 5.389.258 describe un método para la producción de biogás a partir de desechos orgánicos semisólidos y sólidos. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco, a la utilización de cultivos energéticos, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 5.494.587 describe un procedimiento con un tratamiento catalítico de estiércol que incluye una reducción de la concentración de nitrógeno. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco, a la utilización de cultivos energéticos, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 5.525.229 describe un procedimiento general para la digestión anaerobia de sustratos orgánicos en condiciones termófilas así como mesófilas.

El documento US 5.593.590 describe la separación y el tratamiento de desecho orgánico líquido y sólido tras una separación de las dos fracciones. Se fermenta la fracción líquida con la producción de biogás seguido por la eliminación de componentes sólidos precipitados, que se hace recircular parcialmente en el procedimiento. Se trata la fracción sólida en un procedimiento aerobio y convierte en compost, fertilizantes o productos alimenticios para animales. Se reutiliza parte del biogás producido que comprende metano y CO_{2} hasta la reducción del nivel de pH en la fracción líquida mediante una absorción de CO_{2}. Se precipitan los sólidos a partir de fracciones líquidas, por ejemplo, mediante una centrífuga decantadora, y se separa amoniaco a partir del líquido mediante un pH de 9-10. Puede utilizarse el agua de desecho para limpiar establos. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales mediante el uso de paja, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la utilización de cultivos energéticos, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 5.616.163 describe un método para el tratamiento de estiércol mediante el cual se utiliza nitrógeno en la producción de fertilizantes. Se añade CO_{2} y/o CaSO_{4} al estiércol líquido mediante lo cual se separa amoniaco. En esta referencia, no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales mediante el uso de paja, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la utilización de cultivos energéticos, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 5.656.059 describe un método para tratar estiércol mediante el cual se utiliza nitrógeno en la producción de fertilizantes más o menos mediante nitrificación. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales mediante el uso de paja, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la utilización de cultivos energéticos, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 5.670.047 describe un procedimiento general para la descomposición anaerobia de sustratos orgánicos en gases.

Los documentos US 5.681.481, US 5.783.073 y US 5.851.404 describen un procedimiento y un aparato para estabilizar fango. Se añade cal hasta un pH \geq 12 y se calienta la masa hasta al menos 50 grados C durante 12 horas. Se separa el amoniaco, y o bien se descarga a la atmósfera o bien se recircula en el sistema. Puede usarse una "cámara de precalentamiento" así como centrifugación decantadora así como mezclado del lodo para mantenerlo en un estado líquido. El lodo se extiende sobre el terreno. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales mediante el uso de paja, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la utilización de cultivos energéticos, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 5.746.919 describe un procedimiento en el que se tratan desechos orgánicos en un reactor anaerobio termófilo seguido por tratamiento en un reactor anaerobio mesófilo. En ambos reactores tiene lugar una producción de gas metano. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales mediante el uso de paja, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la utilización de cultivos energéticos, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 5.773.526 describe un procedimiento en el que se fermentan, en primer lugar, desechos orgánicos líquidos y sólidos mediante un procedimiento mesófilo y así mediante un procedimiento termófilo. Se hidrolizan los componentes sólidos y se acidifican. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales mediante el uso de paja, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la utilización de cultivos energéticos, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 5.782.950 describe la fermentación de desechos biológicos mediante homogeneización, aireación y calentamiento de la masa. Se fraccionan los desechos en una fracción líquida y en una fracción sólida. Se convierten los sólidos en compost. Se fermentan los líquidos mediante procedimientos mesófilos y termófilos anaerobios con producción de biogás. Se hace recircular el agua de desecho desde el reactor de biogás hasta el proceso de homogeneización. Se trata el agua de desecho del reactor de biogás en una instalación de clarificación de la planta. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la utilización de cultivos energéticos, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 5.853.450 describe un método para producir compost pasteurizado de desechos orgánicos y materiales de plantas verdes. Se incrementa el pH del material orgánico hasta 12 y se calienta hasta por encima de 55 grados C. Cuando se añade el material de plantas verdes el pH se reduce hasta 7-9.5. Se fermenta la mezcla. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 5.863.434 describe un método para estabilizar desechos orgánicos mediante la degradación en un procedimiento psicrófilo anaerobio. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 6.071.418 describe un método y un sistema para tratar estiércol con ozono de una forma que induce una zona aerobia y una zona anaerobia dentro del material. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento US 6.171.499 describe un método mejorado para fermentar desechos domésticos e industriales. El desecho se digiere de forma anaerobia con producción de biogás, que se utiliza en una turbina de gas en combinación con gas natural. Se deshidrata el material fermentado y el lodo se deriva hacia una planta incineradora. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento WO8400038 describe la producción de biogás y fertilizantes desgasificados y estabilizados. La degradación termófila se produce en un reactor interno y la degradación mesófila, en un reactor externo. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento WO8900548 describe la utilización de iones de Ca e iones de Mg en la producción de biogás. Los iones metálicos inhiben la producción de espuma. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento WO9102582 describe una planta y un método para producir gas y evitar la propagación de compuestos dañinos a los alrededores mediante lavado del gas. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento WO9942423 describe un método y una planta para la producción de biogás. Se convierten fibras y partículas de estiércol en abono y se fermenta la fracción líquida de manera anaerobia, separada para nitrógeno. Se utilizan las sales de P y K para fertilizantes mediante ósmosis inversa. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

www.igb.fhg.de/Uwbio/en/Manure.en.html describe un procedimiento para producir biogás a partir de estiércol. Se utiliza la fracción sólida procedente del estiércol desgasificado para producir compost. A partir de la fracción líquida se recoge nitrógeno y se utiliza como fertilizante. Puede utilizarse una centrífuga decantadora para separar los componentes sólidos de la mezcla. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

http://riera.ceeeta.pt/images/ukbio_{-}mass.htm describe una producción de biogás mediante degradación anaerobia. En el sistema puede utilizarse una centrífuga decantadora. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

www.biogas.ch/f+e/memen.htm describe posibilidades para reducir una mezcla a partir de componentes sólidos. Se mencionan un reactor de disco rotatorio, un reactor de película fija, ultrafiltración y ósmosis inversa. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

www.biogas.ch/f+e/grasbasi.htm describe una degradación anaerobia de los cultivos energéticos de ensilado y estiércol con la producción de biogás. Se describen dos procedimientos: 1. Se cortan cultivos energéticos de ensilado en 1-3 cm y se dirigen a una fracción líquida que contiene el estiércol. Se fermenta la mezcla a 35ºC. Una fermentación seca de estiércol y cultivos energéticos de ensilado sin añadir líquido adicional. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la prevención de la formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

www.biogas.ch/f+e/2stede.htm describe la producción de biogás. Se hidroliza y acidifica el desecho orgánico en un tambor de tamiz rotativo desde el que se dirige la fracción líquida de manera continua hacia la degradación anaerobia de con la producción de biogás. En esta referencia no se describen varios aspectos de la invención en esta referencia. Esto se aplica, entre otras cosas, al pretratamiento tal como la hidrólisis alcalina, al bienestar en los alojamientos de animales, a la separación de amoniaco antes de la producción de biogás, a la prevención de formación de estruvita, etc. y al uso de biogás a través de un motor de gas local o a través de un conducto establecido para gas natural.

El documento EP 1 021 958 describe un método para hidrólisis química con el fin de eliminar priones de EEB u otros.

El documento DE 198 09 299 describe una planta de biogás que contiene un reactor de pretratamiento y una unidad de presión conectadas a un reactor de biogás.

Sumario de la invención

La presente invención demostrará una nueva manera de utilizar cultivos energéticos, concretamente a través de codigestión anaerobia en plantas de biogás a escala ganadera con estiércoles de animales. El procedimiento también incluye una separación de fango, es decir, el refinado de nutrientes en los estiércoles de animales.

La invención también puede utilizarse para codigerir cadáveres de animales, harina de carne y huesos, etc. con estiércoles de animales/cultivos energéticos y proporcionar así una manera de deshacerse de cadáveres de animales, etc., mientras que al mismo tiempo facilita la producción de fertilizantes producidos a partir de la entrada de desechos animales junto con los cultivos, estiércoles, etc.

El diseño del procedimiento hace posible utilizar cultivos forrajeros anuales tales como remolachas, maíz o pasto de trébol, todos los cultivos con un rendimiento superior de materia seca por hectárea que los cereales de grano. Los cultivos forrajeros son también beneficiosos como "cultivos verdes" y en rotaciones de cultivos. El potencial energético cuando se utiliza la tierra apartada para la producción de cultivos energéticos se demostrará, por tanto, mediante el presente concepto.

La visión central y obvia (en una amplia variedad de circunstancias) es que la producción de biogás basada en este concepto será competitiva en el futuro en comparación con el uso de gas natural y, por tanto, será atractiva comercialmente y preferiblemente no subvencionada. También es la visión de que la producción de energía constituirá una parte sustancial del consumo danés de energía, es decir, del mismo orden de magnitud que el uso de gas natural (aproximadamente 150 PJ anualmente). Además de este efecto están los beneficios en cuando al entorno, el bienestar de los animales y la seguridad alimentaria.

Parsby ha estimado un potencial energético cuando se utilizan cultivos energéticos, en particular cereales de grano, de 50-80 PJ anualmente. A corto plazo, esto requiere un área de 150.000 ha y a largo plazo un área de 300.000 ha. Sin embargo, basándose en un rendimiento de materia seca de 15 toneladas por ha en remolachas que incluyen hojas que van digerirse en plantas de biogás, el potencial energético se vuelve de aproximadamente 100 PJ anualmente. La energía procedente de los estiércoles codigeridos se añadirá a esto (aproximadamente 25 PJ). Con los nuevos cultivares de remolacha, los rendimientos de materia seca pueden superar sustancialmente los niveles presentes, es decir, rendimientos del orden de 25 toneladas por hectárea.

El núcleo de la invención es una combinación de procedimientos que permiten un aumento de la producción de biogás, la separación de amoniaco y un uso adicional opcional posterior y e procesamiento de los restos separados y digeridos (el agua de desecho). El método de la invención se define en la reivindicación 1.

Es característico que el núcleo de la invención permita procedimientos más simples y robustos que van a integrarse con el núcleo de la invención. Se obtiene una planta energética simple y robusta con funcionamientos económicos y energéticos excepcionales en comparación con las plantas convencionales. La planta energética se integra adicionalmente con la gestión de las explotaciones para animales y la tierra para agricultura. Por tanto, numerosos aspectos constituyen la invención. La planta energética se define en la reivindicación 82.

En una primera realización preferida, la invención puede aplicarse a luchar contra infecciones y la propagación de patógenos parásitos y microbianos de los animales tales como Campylobacter, Salmonella, Yersinia, Ascaris y microorganismos parásitos y microbianos similares para el aire y la tierra para agricultura. La amenaza para los seres humanos de infectarse se reduce así, si no se elimina.

En una segunda realización preferida, la invención puede aplicarse para reducir los priones de EEB contenidos en estiércoles, forraje, desechos de mataderos, harina de carne y huesos, etc. Esto se consigue mediante una combinación de pretratamiento y digestión. Como parte de este aspecto, la presente invención proporciona una posibilidad para el manejo de cadáveres de animales, desechos de mataderos, etc. que permite el aprovechamiento de los nutrientes contenidos en los cadáveres de animales como fertilizantes. La reducción y/o eliminación de priones de EEB contenidos en los cadáveres de animales, harina de carne y huesos, etc. pero también estiércoles, forraje, desechos de mataderos, etc. durante el procedimiento de la invención es un requisito previo para esta manera de manejar los desechos. Esto se consigue según la invención mediante una combinación de pretratamiento y digestión. Este procedimiento es una alternativa al presente procedimiento (sin embargo prohibido actualmente por la comisión de la UE) de procesar canales de animales en plantas centrales y producir diversos productos tales como harina de carne y huesos que van a usarse principalmente como alimento para animales.

En una tercera realización preferida, la invención puede aplicarse para separar los nutrientes principales nitrógeno (N) y fósforo (P) de estiércoles animales y refinar los nutrientes para dar productos fertilizantes de calidad comercial.

En una cuarta realización preferida, la invención puede aplicarse para producir grandes cantidades de biogás a partir de una amplia gama de sustratos orgánicos incluyendo todos los tipos de estiércoles animales, cultivos energéticos, residuos de cultivos y otros desechos orgánicos.

En una quinta realización preferida, la invención puede aplicarse para garantizar un bienestar y salud óptimos de los animales, cuando se estabulan en alojamientos de animales, mientras que al mismo tiempo se reducen las emisiones de polvo y gases tales como amoniaco. Esto se consigue lavando o recirculando el agua de desecho a través de los alojamiento de animales.

En una sexta realización preferida, la invención puede aplicarse para beneficiarse de la gama total de ventajas asociadas con las diversas realizaciones de la invención.

En realizaciones preferidas adicionales, puede preferirse cualquier combinación de la invención central con una o más de las otras realizaciones mencionadas.

Breve descripción de las figuras

La figura 1 describe una realización preferida de la presente invención. En esta realización, se transfiere estiércol, preferiblemente en la forma de un fango, generado en un alojamiento o establo (1) para la cría de animales, incluyendo animales domésticos, tales como cerdos, ganado, caballos, cabras, ovejas; y/o aves de corral, incluyendo pollos, pavos, patos, ocas y similares, a uno cualquiera o ambos de un primer tanque (2) de pretratamiento y/o un segundo tanque (3) de pretratamiento.

Los principios de trabajo son que el estiércol, preferiblemente en la forma de un fango que incluye, en una realización, agua tal como agua de desecho utilizada para limpiar el alojamiento o establo, se deriva hacia el primer tanque de pretratamiento que comprende un tanque separador, en el que se separa amoniaco por medio de la adición al tanque separador de, por ejemplo, CaO y/o Ca(OH)_{2}. Sin embargo, la adición de CaO y/o Ca(OH)_{2} al fango también puede tener lugar antes de la entrada del fango en el primer tanque de pretratamiento o tanque separador.

Al mismo tiempo que la adición de CaO y/o Ca(OH)_{2}, o en una fase posterior, el tanque de pretratamiento que comprende el tanque separador se somete a separación y/o calentamiento, y el N o amoniaco separado se absorbe preferiblemente antes de almacenarse en un tanque (11) separado. El N separado que incluye amoniaco se absorbe preferiblemente a una columna en el tanque separador comprendida en el primer tanque de tratamiento antes de dirigirse al tanque separador para su almacenamiento.

Los materiales orgánicos difíciles de digerir por microorganismos durante la fermentación anaerobia se pretratan preferiblemente en un segundo tanque (3) de pretratamiento antes de dirigirse al primer tanque (2) de pretratamiento que comprende el tanque separador tal como se describió anteriormente en el presente documento. Tales materiales orgánicos comprenden normalmente cantidades significativas de, por ejemplo, celulosa y/o hemicelulosa y/o lignina, por ejemplo, preferiblemente superior al 50% (p/p) de celulosa y/o hemicelulosa y/o lignina por material orgánico en peso seco, tal como pajas, cultivos, incluyendo maíz, desechos de los cultivos y otros materiales orgánicos sólidos, Posteriormente, se separa el N incluyendo amoniaco del material orgánico pretratado.

Tanto en el primer como en el segundo tanque de pretratamiento, el fango se somete a hidrólisis térmica y alcalina. Sin embargo, la temperatura y/o la presión es significativamente superior en el segundo tanque de pretratamiento que, por tanto, se diseña preferiblemente como un sistema cerrado que puede mantener altas presiones.

Finalmente, el fango que se ha sometido a un pretratamiento tal como se describió anteriormente en el presente documento se deriva preferiblemente hacia al menos un reactor (6) termófilo y/o al menos un reactor (6) mesófilo de biogás. El fango se digiere posteriormente de manera anaerobia en los reactores, simultáneamente a la producción de biogás, es decir, gas que consiste principalmente en metano, que comprende opcionalmente una fracción más pequeña de dióxido de carbono. El reactor(es) de biogás preferiblemente forma parte de una planta energética para la producción mejorada de energía a partir del sustrato de material orgánico.

El biogás puede derivarse hacia un motor de gas y la energía generada a partir de este motor puede utilizarse para calentar el tanque separador. Sin embargo, el biogás puede derivarse también hacia un sistema de tuberías de biogás comercial que abastece a consumidores domésticos e industriales.

Los restos de la fermentación anaerobia, todavía en la forma de un fango que contiene sólidos y líquidos, se deriva preferiblemente, en una realización preferida, hacia al menos una centrífuga (7) decantadora para separar sólidos y fluidos. Un resultado de esta separación es una fracción al menos semisólida que comprende casi exclusivamente P (fósforo), tal como una fracción al menos semisólida que comprende preferiblemente más del 50% (p/p) de P (12). En la misma etapa (7), o en otra etapa (8) de separación en centrífuga decantadora, también se obtiene preferiblemente una fracción al menos semisólida que comprende preferiblemente casi exclusivamente K (potasio), tal como una fracción al menos semisólida que comprende preferiblemente más del 50% (p/p) de K (13). Estas fracciones, preferiblemente en la forma de granulados obtenidos tras una etapa de secado, incluyendo una etapa de secado por pulverización o una etapa de secado del fango, comprenden preferiblemente P y/o K con purezas aceptables comercialmente, fácilmente utilizables para fertilizantes (10) comerciales. Tales fertilizantes pueden dispersarse sobre cultivos o en campos para agricultura. Los líquidos (9) que también resultan de la etapa de separación en la centrífuga decantadora, tales como agua de desecho, también pueden derivarse hacia campos para agricultura, pueden derivarse de nuevo hacia el establo o alojamiento de animales, o en un sistema de tratamiento de aguas residuales.

En una realización adicional, puede suministrarse al primer tanque de pretratamiento el material orgánico que procede de los tanques (4) de ensilado que comprenden materiales orgánicos fermentables. La derivación de tales materiales orgánicos hacia el primer tanque de pretratamiento puede comprender una etapa que supone una fermentación anaerobia tal como, por ejemplo, un tanque de fermentación termófila que puede eliminar gases del ensilado. Adicionalmente, también pueden derivarse pajas y, por ejemplo, desechos de los cultivos que proceden de campos (5) para agricultura hacia establos o alojamiento de animales y después hacia el primer y/o segundo tanque de pretratamiento.

La figura 2 ilustra una realización esencialmente tal como se describe en la figura 1, pero con la diferencia de que sólo se recoge fósforo (P) tras la separación en la centrífuga decantadora, y se recoge agua en la forma de agua de desecho en un tanque separado para la purificación adicional, incluyendo la eliminación adicional de N, eliminación de olores y la mayor parte de los sólidos restantes. Esto puede realizarse, por ejemplo, mediante fermentación aerobia. El potasio (K) también puede separarse de los líquidos en esta fase.

La figura 3 ilustra una realización que comprende un enfoque simplificado para el sistema de separación combinado de biogás y fango según la presente invención. En esta realización, no se utilizan fermentadores de biogás, y los sólidos que resultan del pretratamiento en los tanques de pretratamiento uno (2) y/o dos (3) se someten a separación (4 y 5) en la centrífuga decantadora tras la separación de N incluyendo amoniaco y la recogida del mismo en un tanque (8) separado. Se obtienen fracciones separadas y al menos semisólidas que comprenden P y K (9 y 10).

La figura 4 ilustra una realización en la que el potasio (K) no se separa tras la separación en la centrífuga decantadora, tal como se describe para la realización ilustrada en la figura 3. Sin embargo, es posible la separación adicional de K del agua de desecho recogida posteriormente.

Las figuras 5 y 6 ilustran una realización preferida del sistema según la invención. Los componentes individuales se describen en el presente documento en detalle.

Realizaciones preferidas adicionales de la presente invención se describen con mayor detalle a continuación en el presente documento.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se refiere a varios aspectos individuales, tal como se describen más adelante en el presente documento.

El primer aspecto (saneamiento)

El primer aspecto incluye un sistema que consiste en un primer dispositivo, un alojamiento o establo para la cría de animales incluyendo animales domésticos tales como cerdos y ganado, y/o un segundo dispositivo principalmente para la separación de amoniaco y el pretratamiento del sustrato y/o un tercer dispositivo principalmente una planta energética para la producción mejorada de energía a partir del sustrato.

El sistema puede consistir preferiblemente en un alojamiento de animales y un tanque separador y un reactor de biogás. Los componentes adicionales pueden incluir un dispositivo para la adición de CaO o Ca(OH)_{2} al fango, una columna de absorción que se hace funcionar basándose, por ejemplo, en ácido sulfúrico, un tanque de almacenamiento para el concentrado de amoniaco y un tanque de almacenamiento para el fango digerido.

El biogás producido puede utilizarse de manera deseable para la producción de corriente y calor en un motor de gas y generador, vendiéndose preferiblemente la corriente a una red y utilizándose preferiblemente el calor para calentar, por ejemplo, el fango y/o los alojamientos de animales. La planta energética según la invención tiene un funcionamiento excelente en cuando a la producción de energía por sustrato unitario tratado en la planta. El funcionamiento excelente se consigue mediante una combinación del pretratamiento del sustrato que va a digerirse, ya sean estiércoles animales u otros sustratos orgánicos, con la separación de amoniaco del sustrato antes de la digestión anaerobia.

Las ventajas asociadas con la presente invención se describen con más detalle a continuación en el presente documento. Un aspecto central del aspecto de saneamiento de la invención es un pretratamiento que comprende (solo o en combinación) varias etapas de pretratamiento individuales descritas en detalle a continuación:

El pretratamiento del fango tras la retirada de los alojamientos de animales puede incluir una o más de las siguientes etapas: 1) separación de amoniaco, 2) hidrólisis de la materia orgánica, 3) saneamiento del fango, 4) reducción de la formación de espuma, 5) floculación, 6) precipitación de P y 7) evitar la formación de estruvita.

Los principios de trabajo son que el fango se deriva desde el primer dispositivo hacia un tanque separador en el que se separa el amoniaco por medio de la adición de CaO o Ca(OH)_{2}, separación y calor, y se absorbe en una columna antes de almacenarse en un tanque. Al mismo tiempo, el fango se somete a una hidrólisis térmica y alcalina, preferiblemente utilizando un cocedor de cal. Finalmente, el fango pretratado se deriva hacia el tercer dispositivo, que consiste en uno o más reactores de biogás termófilos/mesófilos, en los que el fango se digiere de manera anaerobia con la producción de biogás, es decir, gas que consiste principalmente en metano con una fracción más pequeña de dióxido de carbono. El biogás se deriva hacia un motor de gas y el calor procedente de este motor se utiliza para calentar el tanque separador. La corriente producida se vende a la red.

Como la paja y posiblemente también el serrín es una fracción significativa de la cama profunda de las explotaciones para ganado y aves de corral, existe una necesidad para un tratamiento específico de estos estiércoles antes de su uso óptimo como sustrato para la producción de metano en plantas de biogás. La cocción a presión con cal representa un método de pretratamiento preferido a este respecto. La cama profunda tratada mediante esta tecnología puede hacerse así disponible para la producción de metano de una manera más eficaz y da como resultado un aumento de la producción de biogás. Adicionalmente, se garantiza que el ácido úrico y la urea se disocian en amoniaco y que se disuelven las proteínas y otras sustancias. Mediante el presente documento, se garantiza que el nitrógeno inorgánico de la cama profunda puede recogerse en el concentrado de N mediante el proceso de separación de
amoniaco.

La disponibilidad del N en la cama profunda y el estiércol de aves de corral para cultivos agrícolas aumenta, por tanto, sustancialmente. Se estima que la eficacia de utilización potencial puede aumentarse hasta un 90% como es el caso para otros estiércoles tratados en la planta de separación de biogás y fango según la presente invención.

Alternativamente, puede ser apropiado digerir el estiércol de aves de corral en el primer reactor termófilo o mesófilo antes de pasarlo al tanque separador. Esto depende de la calidad del estiércol y de hasta qué grado se disocia el ácido úrico debido a los dos tratamientos diferentes. La experiencia adquirida después de algún tiempo de trabajo de la planta aclarará esto. Es importante hacer hincapié en la versatilidad de la planta, que permite que se traten todos los tipos de estiércol y cultivos energéticos.

La construcción técnica es relativamente simple debido a que un transportador helicoidal equipado con un macerador, todos fabricados de acero resistente a los ácidos e inoxidable, transporta la biomasa hacia un cocedor de cal en el que se calienta la biomasa mediante inyección de vapor a 180-200ºC. La presión se vuelve de 10-16 bar durante los 5-10 minutos necesarios para que se trate la masa.

La unidad que va a construirse podrá producir temperaturas y presiones en el intervalo de temperatura de 100-200ºC. Mediante el presente documento, es posible ajustar el tratamiento para diferentes biomasas que van a digerirse en la planta según la invención, con la debida consideración del uso de energía, formación de alquitrán y parámetros técnicos.

La formación de espuma representa un problema común en las plantas de biogás. Una elección preferida para controlar la formación de espuma en las plantas de biogás, en particular cuando se le suministran grandes cantidades de biomasa procedente, por ejemplo, de cultivos energéticos, es el aceite de colza, que además del efecto de control de la espuma también es un sustrato para la formación de gas metano. Los iones Ca también son muy eficaces en el control de la espuma, como los son muchas sales. Una medida de control de la espuma preferida de la presente invención es Ca(OH)_{2} y/o CaO además de sus otros efectos mencionados anteriormente. El complemento del fango con iones Ca también se cree que estimula la formación de flóculos y la adhesión bacteriana a las partículas orgánicas y, por tanto, el funcionamiento de la digestión anaerobia.

En consecuencia, si se necesita un control de la espuma adicional y/o floculación en el procedimiento debido a una elevada producción de gas, puede suministrarse a los fermentadores directamente Ca y/o aceite de colza. La adición de Ca(OH)_{2} o CaO también conducirá a la precipitación de bicarbonatos como CaCO_{3}. Esto reduce la concentración de CO_{2} en solución y en la fase gaseosa y contribuye a la reducción de la formación de espuma a través de emisiones reducidas de dióxido de carbono.

La adición de Ca(OH)_{2} o CaO en relación con la separación de amoniaco y el saneamiento del fango también conducirá a la precipitación de ortofosfato, es decir P disuelto (PO_{4}^{-}). Estas partículas de P pueden suspenderse en el fango así como otros flóculos. El uso de Ca también conducirá a una reducción limitada de la demanda química de oxígeno (DQO), lo que significa que el Ca precipita otras sales que justo el ortofosfato.

Se cree que, independientemente de las diferencias químicas entre los diversos productos de desecho orgánicos, un simple tratamiento térmico y en particular un tratamiento térmico en combinación con una hidrólisis alcalina conducirá a un aumento del rendimiento de gas. Además, una combinación de temperaturas elevadas y pH elevado durante el pretratamiento se cree que da como resultado un saneamiento más eficaz del material orgánico en comparación con la digestión anaerobia sola, ya sea termófila o mesófila.

Debe observarse que en la Orden Legislativa nº 823 del Ministerio danés de Medioambiente y Energía, se establece que un saneamiento controlado consiste en un tiempo de residencia de 1 hora a 70ºC. En vista de la misma, se cree que un tratamiento según las realizaciones preferidas de la invención que consiste en un tiempo de residencia de una semana a 70ºC, antes de dos digestiones anaerobias posteriores (termófilas o mesófilas) elimina completamente todos los patógenos zoonóticos y microbianos humanos y/o veterinarios conocidos. Preferiblemente, también se eliminan los priones de EEB o al menos se reducen significativamente en número.

El resultado global es que se eliminan todos los microorganismos infecciosos en el fango y, por tanto, no se propagan al entorno cuando se aplica el estiércol a la tierra. Esto también hace posible lavar el primer dispositivo (los alojamientos de animales) con el fango digerido con el fin de mantener limpias las pocilgas, etc. Así, se evitan las infecciones cruzadas entre animales. También permite el uso adicional de agua para enjuagar los animales y las pocilgas, salidas de aire, etc. con los efectos de evitar las emisiones al aire de olor, polvo y agentes infecciosos. Esto es posible porque el fango con agua adicional no se almacenará hasta periodos en los que está permitido la aceleración de la tierra. El fango sin N puede diseminarse en la tierra durante todo el año.

Sin embargo, en el primer aspecto es el pretratamiento y, por tanto, la esterilización lo que se prefiere con el fin de permitir la posterior diseminación sobre los campos para agricultura.

Será claro que la presente invención se refiere a una variedad de diferentes realizaciones, que constituyen, individualmente o en combinación, invenciones patentables por derecho propio. La sección de a continuación contiene una descripción de diversas partes individuales (componentes) de una realización de la presente invención. Una visión general de los componentes se facilita en las figuras 5 y 6.

Se entenderá que los componentes seleccionados pueden formar la base para otras realizaciones de la presente invención. La invención no estará en modo alguno limitada a la combinación de la lista completa de componentes descritos más adelante en el presente documento. Será claro a partir de la descripción cuándo otras realizaciones de la invención están relacionadas sólo con algunos de los componentes descritos más adelante en el presente documento. Los ejemplos no limitantes de tales realizaciones incluyen dispositivos para la concentración de N (nitrógeno) y/o P (fósforo) y/o K (potasio); la generación de energía basada en los componentes del tanque separador, cocedor de cal y fermentador; y bienestar de los animales/tratamiento del agua de desecho.

También se entenderá que las realizaciones de más adelante relacionadas, entre otras cosas, con las realizaciones de saneamiento, no tienen que comprender necesariamente todos los componentes ilustrados a continuación. Las realizaciones relacionadas con el saneamiento también se entiende que comprenden una combinación de sólo algunos de los componentes descritos más adelante en el presente documento.

Alojamientos de animales

El alojamiento de animales (número 1 de componente) sirve para proporcionar una seguridad alimentario y calidad alimentaria óptimas, un bienestar de los animales y condiciones de trabajo óptimos para el personal de trabajo en los alojamientos, una gestión óptima del fango, adecuados para el tratamiento en la planta de GreenFarmEnergy y una reducción de las emisiones al entorno externo hasta un mínimo (amoniaco, polvo, olor, metano, óxido de dinitrógeno y otros gases).

El sistema de alojamiento puede consistir en uno o más alojamientos de destete temprano con un total de 10 secciones diseñadas para producir 250 unidades de ganado anualmente. Cada sección aloja a 640 lechones (7-30 kg) o 320 cerdos para matadero (30-98 kg).

Puede esperarse que se produzca una cantidad de aproximadamente 10.000 m^{3} de fango anualmente. Además de este volumen, se reciclará una cantidad de 5-10.000 m^{3} de agua de proceso a través de los alojamientos. Las siguientes condiciones principales se cumplirán preferiblemente por el sistema de alojamiento:

1) Sistema biclimático: las pocilgas se diseñarán preferiblemente como sistemas biclimáticos. El extremo trasero de las pocilgas se equipará con una cobertura ajustable que proporcione a los cerdos la oportunidad de elegir entre un entorno relativamente caliente bajo la cobertura y un entorno relativamente frío en el resto de la pocilga. La diferencia de temperatura estará en el intervalo de 5-10 grados C.

Cuando los lechones han crecido hasta aproximadamente 30 kg la cobertura se utilizará para permitir temperaturas generalmente más frías en el alojamiento de animales como tal. Los cerdos pueden mantenerse calientes bajo la cobertura. Permitiendo temperaturas más frías es posible aumentar la ventilación también durante los periodos de ambiente más fríos.

2) Ocupación: preferiblemente se ofrece paja a los cerdos desde una máquina automatizada. Así se estimula el comportamiento de búsqueda y excavación, porque deberán elegir la paja de la máquina automatizada por sí mismos. La paja sirve también como una fuente de energía en la planta energética.

3) Calentamiento: preferiblemente se recircula calor desde la planta energética hasta los alojamientos de animales. El calor puede proporcionarse mediante dos sistemas de circulación separados. Uno está localizado bajo la cobertura a 30-35ºC, que proporciona a los cerdos un cómodo microclima, mantiene el suelo seco y reduce el crecimiento bacteriano sobre el suelo. El segundo proporciona calor al espacio aéreo global en el alojamiento a través de tuberías a lo largo de las paredes del alojamiento. La segunda circulación está conectada al control de ventilación.

4) Duchas: las duchas se establecen preferiblemente sobre los listones, que cubren ¼ de la superficie de suelo total. Esto motiva que los cerdos estercolen sobre los listones, porque están opuestos al suelo sólido. El agua de la ducha lavará el estiércol hacia los canales evitando el mal olor, las pérdidas de amoniaco etc. Los suelos sólidos limpios reducen sustancialmente las posibles infecciones de patógenos del estiércol como Salmonella, Lavsonia etc.

5) Lavado: preferiblemente, se lavan los canales de estiércol varias veces al día. Se proporciona mediante el lavado de los canales con agua de proceso procedente de la planta energética. Se deriva el estiércol hacia un canal central a través de una válvula.

6) Diseño del canal: al mismo tiempo, se reduce la superficie del estiércol mediante el uso de canales en forma de V y se consigue un lavado óptimo de los canales. Esto es fundamental para la reducción de emisiones desde los alojamientos de animales.

7) Ventilación: se diseña la ventilación de manera que un 20% de la ventilación máxima se deriva hacia abajo por debajo y a través de los listones, hacia la chimenea de ventilación central, entre los canales en V dobles. En un 60-80% del año es suficiente un 20% de la ventilación máxima para proporcionar amplia ventilación.

8) Alimentación: se proporcionan los productos alimenticios mediante un equipo de alimentación húmeda que proporciona forraje a voluntad.

Tanque de recogida de fango

La función de un tanque de recogida de fango (número 2 de componente) es recoger el fango de los lavados diarios de los alojamientos de animales y funcionar como una barrera antes de bombearlo hacia el tanque de recepción principal. Se deriva el fango hacia el tanque de recogida mediante gravitación. El volumen puede ser cualquiera apropiado, tal como por ejemplo 50 m^{3}. El tanque puede estar fabricado de hormigón y puede colocarse debajo del suelo de los alojamientos de animales de manera que el fango de los alojamientos puede derivarse hacia el tanque de recogida mediante gravitación.

Tanque de recepción principal

Preferiblemente, se bombea el fango desde el tanque de recogida hacia el tanque de recepción principal (número 3 de componente). También pueden añadirse otros tipos de estiércol/desechos líquidos al tanque de recepción desde otras granjas/plantas. Las opciones son: fango de visón, fango de ganado, melazas, vinazas, ensilado etc. Esto se transporta hacia el tanque de recepción mediante un camión y se carga directamente en el tanque de recepción. El volumen/la capacidad es cualquiera apropiado(a), tal como por ejemplo aproximadamente 1.000 m^{3}. Preferiblemente, el nivel en el tanque separador controla una bomba, que bombea fango desde el tanque de recepción. El ajuste de la dosis puede ser manual o automático. La capacidad máxima puede ser cualquiera apropiada según las circunstancias.

Adición de CaO

Cuando se está bombeando fango desde el tanque 1 de recepción hacia el tanque separador, se añade cal al fango con el fin de aumentar el pH. El colector de adición de cal se ajusta preferiblemente para añadir 30-60 g de CaO/kg de ST (sólidos totales). Preferiblemente se suministra cal como un polvo que puede inyectarse en el silo desde el camión. El volumen/la capacidad del silo puede ser, por ejemplo, aproximadamente de 50-75 m^{3}. La dosis de 30-60 g/kg de ST corresponde a aproximadamente 6-12 kg de CaO por hora con una capacidad de fango de 3,5 m^{3}/h con un 6% de ST.

Cuando se añade directamente al fango (6% de ST), la dosis de cal es aproximadamente de un rendimiento de 60 g/kg de ST (aproximadamente 8,8 kg de CaO por hora). Sin embargo, se prefiere añadir la cal directamente a la unidad de hidrólisis y esterilización a presión alcalina. Cuando se añade la cal directamente a la unidad de presión (los medios E mantienen un 20-70% de ST), la dosis de cal es de aproximadamente 30-60 g/kg de ST. 60 g/kg de m.s. es igual a aproximadamente 342 kg de CaO por lote, mientras que 30 g/kg m.s. es igual a aproximadamente 171 kg de CaO por lote.

Instalación de balanza

Preferiblemente, la balanza (número 5 de componente) pesará los medios E entrantes (materia orgánica que contiene energía). Preferiblemente, los proveedores especificarán el tipo de medio que se suministra a la planta, es decir cama profunda, cultivos energéticos etc. de varias clases.

La especificación se realizará seleccionando el medio E relevante en un panel de control. Según el registro del panel de los proveedores, se registra el peso de los medios E recibidos incluyendo la especificación de los medios.

Por tanto, el control especifica para cada medio E (véase la hidrólisis alcalina):

\bullet

Potencial energético

\bullet

El tiempo de calentamiento requerido

\bullet

El tiempo de retención requerido

Centro de recepción para cama profunda y cultivos energéticos

El centro de recepción (número 6 de componente) recibirá cama profunda de, por ejemplo, aves de corral u otros animales así como cultivos energéticos. Preferiblemente el centro es un gran silo equipado con diversos transportadores helicoidales en el suelo. Los camiones vaciarán su carga de medios E directamente en el silo. El volumen/la capacidad puede ser cualquiera apropiado(a) según las circunstancias, tal como por ejemplo una capacidad anual de medios E (aproximadamente un 51,5% de ST) de aproximadamente 9.800 toneladas. El volumen del silo puede ser desde varios metros cúbicos hasta aproximadamente 100 m^{3}, que se corresponden con una capacidad de tres días (65 h). Preferiblemente, los materiales son hormigón/acero.

Silo para cultivos energéticos

El silo para cultivos energéticos (número 7 de componente) sirve para proporcionar medios de almacenamiento para cultivos energéticos. Preferiblemente, los cultivos se conservan como ensilado. El volumen/la capacidad puede ser, por ejemplo, de desde aproximadamente 5.000-10.000 m^{3}. El silo puede ser un compartimiento cerrado desde el que se recoge el jugo de ensilado y se bombea hasta el tanque de recepción.

Sistema de transporte y homogeneización para cama profunda y cultivos energéticos

Preferiblemente, el sistema de transporte y homogeneización (número 8 de componente) para cama profunda y cultivos energéticos recibe medios E desde los transportadores helicoidales en el suelo del centro de recepción. Los medios E pueden transportarse mediante transportadores helicoidales adicionales hacia las unidades de cocción y preferiblemente macerarse al mismo tiempo mediante un macerador integrado. El volumen/la capacidad puede ser cualquiera apropiado(a) requerido según las circunstancias incluyendo aproximadamente 1,5 m^{3} de medios E/hora, u 8.200 toneladas de medios E/año. La capacidad del sistema de transporte y homogeneización es preferiblemente no inferior a aproximadamente 30 m^{3}/hora. Tres parámetros fundamentales controlarán la adición de medios E, es decir, volumen, peso por volumen y tiempo. A partir de estos parámetros se establecerán el volumen por unidad de tiempo, el tiempo y por tanto el volumen y el peso totales.

Unidad de hidrólisis y esterilización a presión alcalina

La unidad de hidrólisis y esterilización a presión alcalina (número 9 de componente) servirá para dos fines principales, es decir, en primer lugar la eliminación de microorganismos patógenos en los medios E en particular en cama profunda de diversas producciones de aves de corral u otros animales y en segundo lugar al mismo tiempo, la hidrólisis de componentes estructurales de la cama con el fin de hacerlos disponibles para la degradación microbiana en los fermentadores.

Preferiblemente la unidad también eliminará o al menos reducirá sustancialmente los priones de EEB si están presentes en los desechos introducidos en la planta. Tales desechos incluyen harinas de carne y huesos, grasas animales o productos similares procedentes del procesamiento de animales no utilizados para el consumo.

El llenado del esterilizador por presión se proporciona mediante el sistema de transporte y homogeneización que transporta los medios E hacia el tipo de medios E correspondiente tal como se definen en la instalación de balanza.

La unidad de cocción a presión consiste en dos unidades idénticas, es decir, dos cámaras horizontales alargadas similares a una tubería con una hélice central. Se sujetan las dos tuberías una encima de la otra con el fin de proporcionar una carga fácil de la tubería inferior. Se cubren las unidades con una capa hueca en el lado descendente. La capa deberá derivar calor hacia los medios del vapor bajo la capa.

Se añade cal a la unidad de cocción superior desde el silo de CaO, es decir, 342 kg por lote.

La tubería inferior recibe medios E precalentados desde la unidad superior.

La unidad inferior se vacía en un tanque mezclador pequeño que contiene 25 m^{3}. Aquí se mezclan los medios E con fango del tanque 1 de recepción, posteriormente la mezcla se bombea hacia el tanque separador.

El conducto de CaO contiene una derivación de manera que puede añadirse CaO directamente en el depósito mezclador bajo las dos tuberías. Se utiliza la cámara mezcladora para mezclar los medios E esterilizados y el fango sin tratar procedente del tanque de recepción para proporcionar una biomasa homogénea y para reutilizar el calor de los medios E.

Los parámetros de procedimiento centrales son el contenido de materia seca de los medios E, la temperatura, la presión y el pH. De una amplia variedad de combinaciones posibles el ajuste de parámetros óptimo es una temperatura de 160ºC, presión de 6 bar, contenido de materia seca de aproximadamente el 30%, y pH de aproximadamente 12.

El tiempo de retención en la unidad de esterilización consiste en varias fases: 1. Tiempo de llenado; 2. Tiempo de precalentamiento en la tubería superior; 3. Tiempo de calentamiento en la tubería inferior; 4. Tiempo de retención a la temperatura y presión seleccionadas; 5. Tiempo de liberación de presión; 6. Tiempo de vaciado, y 7: tiempo CIP.

La fase de llenado consiste en el tiempo requerido para transportar los medios E hacia el esterilizador por presión y mezclarlos con el fango añadido. El tiempo de llenado será aproximadamente de 10 min. Después del llenado los medios E se calentarán hasta 160ºC a 6 bar. El precalentamiento tiene lugar en la tubería superior y el calentamiento final en la tubería inferior. Se espera que el tiempo de calentamiento sea de aproximadamente 30-40 min.

El tiempo de retención a la temperatura y presión deseadas será de aproximadamente 40 min. (a 160ºC y 6 bar).

Tiempo de liberación aproximadamente de 10 min. Se libera la presión hacia el tanque separador.

Se consigue el vaciado mediante el funcionamiento de los transportadores helicoidales.

Tiempo CIP. Limpieza llevada a cabo ocasionalmente, generalmente no necesaria.

El volumen del autoclave es de 10 m^{3} por unidad, y el grado de llenado es aproximadamente del 75-90%. El volumen del depósito mezclador es de 25 m^{3}.

Se ilustra a continuación un ejemplo de condiciones de funcionamiento.

	Intervalo	Seleccionado	Unidades
ST	10-30	30	% de peso total
Temperatura	120-160	160	ºC
Presión	2-6	6	bar
pH	10-12	12	pH

En el panel para proveedores donde se registran los medios E se definirá preferiblemente lo siguiente para el control de la unidad de esterilización: peso, volumen y clase de medio E. Por tanto, es posible definir para cada medio E transportado al autoclave:

-

Potencial energético para cada medio E

-

Tiempo de calentamiento necesario

-

Tiempo de retención necesario

-

Tiempo de mezclado con el fango necesario

-

Uso de energía necesario dependiendo del medio E

-

Grado de llenado, señal del radar/sonda de microondas

-

Valores empíricos que dependen de la monitorización visual por el operario

Tanque mezclador para medios E y fango sin tratar esterilizados por presión

Tras la esterilización e hidrólisis en la unidad de presión, se deja que la biomasa tratada se expanda en un tanque mezclador (número 10 de componente) localizado preferiblemente debajo de la unidad de presión. La presión en exceso (vapor) se libera hacia el tanque separador con el fin de recoger amoniaco y transferir calor a la biomasa del tanque separador antes de la expansión en el tanque mezclador.

El fin del tanque mezclador es mezclar el fango sin tratar frío procedente del tanque de recepción con los medios E esterilizados por calor con el fin de obtener una transferencia de calor (reutilización de calor) y la mezcla de los dos medios.

El volumen/la capacidad es por ejemplo de aproximadamente 25 m^{3}. Puede utilizarse cualquier material adecuado, incluyendo la fibra de vidrio aislada. Normalmente, la temperatura de trabajo es de aproximadamente 70-95ºC.

Tanque para biomasa líquida

Se utilizará la biomasa líquida contenida en el tanque para biomasa líquida (número 11 de componente) para garantizar la suficiente producción de biogás durante la fase de puesta en marcha de toda la planta. Sin embargo, también puede utilizarse ocasionalmente, cuando tal biomasa líquida está disponible. La biomasa líquida incluye por ejemplo, aceite de pescado, y grasas animales o vegetales. También pueden utilizarse vinazas y melazas, pero esto no se prefiere debido a su contenido de agua relativamente alto y por tanto a su bajo contenido en energía potencial por kg de producto.

Normalmente, el volumen/la capacidad es aproximadamente de 50 m^{3}, y un material adecuado para el tanque es el acero inoxidable., El contenido del tanque es preferiblemente líquidos y sólidos que tienen un tamaño de partícula de 5 mm máximo. Preferiblemente, se proporciona un sistema de agitación así como uno de calentamiento para el control de la temperatura, así como bomba(s) de alimentación para el (los) fermentador(es). La temperatura será como mínimo de 75ºC de manera que pueda bombearse la biomasa oleosa o grasa hacia el (los) fermentador(es).

Tanque separador y de saneamiento

Preferiblemente, el tanque separador y de saneamiento (número 12 de componente) recibe los siguientes medios:

-

Fango desde el tanque 1 de recepción y/o

-

Medios E desde el autoclave, y/o

-

Posiblemente biomasa líquida desde el tanque de biomasa líquida, y/o

-

Agua de desecho desde la decantadora o posiblemente después de la separación de K.

El fin del tanque es regenerar el calor utilizado en el autoclave mediante el calentamiento del fango procedente del tanque 1 de recepción, mezclar los medios E con fango y por tanto dar lugar a una alimentación homogénea de los fermentadores, controlar el pH antes de la alimentación de los fermentadores, e higienizar el fango.

El tanque separador y de saneamiento separa amoniaco, etapa I, y el gas se deriva hacia una columna de absorción que es común al procedimiento separador final, etapa II. Se eliminan los microorganismos patógenos y se preparan los medios/el fango para la digestión anaerobia.

Actualmente, una forma preferida del tanque separador y de saneamiento es:

Base/suelo

-

Con cono de hormigón aislado, ángulo de 20 grados dirigido hacia abajo

-

Agitación reducida/se elimina arena del suelo o según el sistema de bombeo tipo mamut

-

Está situado un filtro de arena en la base, que puede vaciarse a través de una conexión de tubería externa. También será posible vaciar el tanque a través del filtro.

Parte superior/techo

-

Con construcción cónica de poliésteres isoftálicos aislados intercalados (espuma encapsulada). El ángulo del cono es aproximadamente de 10 grados.

-

Sistema de rociado de agua montado para evitar la producción de espuma procedente del proceso de agitación y el procedimiento en común.

-

Está situado un sistema de agitación de funcionamiento lento en la parte superior del cono para garantizar la homogeneización óptima, la vaporización óptima del amoniaco, y la distribución óptima de calor en los medios.

-

El amoniaco se transporta hacia la unidad absorbente a través de aire húmedo en una tubería

Parte lateral/pared

-

Con construcción cilíndrica de poliésteres isoftálicos aislados intercalados (espuma encapsulada).

-

Aproximadamente 600 metros de tuberías de calentamiento de 5/4'' montadas en una forma de anillo cilíndrico dentro del tanque para calentar los medios

-

Algunos transmisores de temperatura montados para regular el procedo de calentamiento

-

Un instrumento que mide el pH montado para regular el suministro de ácido a los medios

-

En la base de la pared cilíndrica externa está montada una válvula aislada/sala de bombeo

-

Está situado un difusor de vapor de amoniaco en el medio del tanque. El vapor de amoniaco generado en la unidad de esterilización e hidrólisis alcalina se difunde en el medio.

\newpage

Volumen/Capacidad

La pared cilíndrica tiene un diámetro interno de aproximadamente 12 m y una altura de 9 m. Esto significa un volumen de manejo del tanque de aproximadamente 1.000 m^{3} incluido el cono de la base.

El tiempo de retención hidráulica para fango y medios E es aproximadamente de 7 días, y el tiempo de retención mínimo absoluto es aproximadamente de 1 hora.

En una realización preferida, la base se fabrica básicamente de hormigón, hierro de armado y aislamiento a prueba de presión. La superficie en contacto con los medios está recubierta con poliéster isoftálico para evitar el daño corrosivo del hormigón y del hierro de armado. Todas las tuberías montadas en la base son o bien de poliéster o bien de acero inoxidable. Básicamente la parte superior y la base es una construcción de poliésteres isoftálicos aislados intercalados (espuma encapsulada). Todas las tuberías montadas son o bien de poliéster o bien de acero inoxidable.

Otros componentes

-

El elemento agitador está fabricado de acero inoxidable

-

Los elementos de calentamiento están fabricados de acero dulce recubierto y/o acero inoxidable

-

Todos los otros componentes situados dentro del tanque están fabricados de acero inoxidable

En una realización preferida, los valores paramétricos por defecto para la separación de amoniaco del fango en este sistema son: temperatura aproximadamente de 70ºC; pH aproximadamente de 10-12; razón líquido-gas de < 1:400, funcionamiento de 1 semana, y se alcanza una efectividad superior al 90%.

A continuación se enumera un ejemplo de las condiciones de funcionamiento imaginables:

\vskip1.000000\baselineskip

Medios	Toda clase de estiércol animal líquido y medios
	E sólidos o líquidos esterilizados por presión,
	diversos desechos orgánicos líquidos, CaO.
Temperatura de funcionamiento	70-80ºC
Combinación de gas de funcionamiento	80% de NH_{4}, 15% de CO_{2}, 3% de O_{2}, 2% de
	otros gases
Valor k de aislamiento	0,20 W/m^{2}K
Presión máxima de funcionamiento	+20 mbar abs. (sin vacío)
Viscosidad máxima en los medios	15% de ST
Intervalo ácido/base	5-10 de pH
Rudimentos abrasivos en los medios (por ejemplo arena)	1-2%
Temperatura máxima en los elementos de calentamiento	90 grados Celsius
Efectos máximos en los elementos de calentamiento	600 kW
Efecto de transmisión	7,5 kW/20-25 rpm.

El tanque separador y de saneamiento suministra al (a los) fermentador(es) material tratado para fermentación. En un proceso cronometrado se transportará el material hasta los fermentadores. La demanda de material depende del proceso de digestión en los fermentadores. Pueden emplearse uno, dos, tres o más fermentadores.

Se llena regularmente el tanque separador y de saneamiento con fango y medios E desde el proceso a presión alcalino. Finalmente, para obtener una materia seca de \sim 15% (15% de ST). Algunos interruptores de nivel regulan el contenido en el tanque. Una unidad que mide ST regula el contenido de ST. Cada hora después del llenado con fango y medios E, es posible bombear medios E al (a los) fermentador(es).

Preferiblemente, se ventila la parte superior del tanque separador y de saneamiento a través de una unidad absorbente de amoniaco (etapa I), y una unidad que mide el pH regula la necesidad de CaO.

Se regula la temperatura de los medios E a través de transmisores de temperatura.

Opcionalmente un proceso cronometrado puede bombear agua/fango al sistema rociador para evitar la producción de espuma.

\newpage

Fermentadores para la producción de biogás

Se proporciona la digestión de la biomasa mediante un sistema fermentador multietapa que comprende preferiblemente tres fermentadores (componentes 13, 14 y 15). También pueden aplicarse sistemas tanto con menos como con más fermentadores.

Preferiblemente se conectan los fermentadores para lograr una flexibilidad máxima y una producción de biogás óptima. Los fermentadores se diseñarán para un funcionamiento rutinario a temperaturas termófilas (45-65ºC) así como mesófilas (25-45ºC).

Puede optimizarse el proceso de digestión en cuanto a la tasa de carga orgánica, tiempo de retención, y digestión máxima (mínimo del 90% de SV). Se incluyen espirales de calentamiento con el fin de calentar la biomasa hasta la temperatura de funcionamiento preferida.

Un sistema de agitación de funcionamiento lento sujeto en la parte superior garantiza una homogeneización y distribución óptimas del calor en la biomasa.

La regulación del pH es posible a través de la adición de un ácido orgánico (líquido) en cantidades necesarias.

Preferiblemente, los fermentadores reciben los siguientes medios:

-

Medios E desde el tanque separador y de saneamiento

-

Biomasa líquida desde el tanque de biomasa líquida

-

Ácidos desde el tanque de ácidos

En una realización preferida la forma específica del tanque puede ser:

Base/suelo

-

Con cono de hormigón aislado, ángulo de 20 grados dirigido hacia abajo

-

Agitación reducida/se elimina arena del suelo o según el sistema de bombeo tipo mamut

-

Está situado un filtro de arena en la base, que puede vaciarse a través de una conexión de tubería externa. También será posible vaciar el tanque a través del filtro.

Parte superior/techo

-

Con construcción cónica de acero dulce. El ángulo del cono es aproximadamente de 10 grados.

-

Sistema rociador de agua montado para evitar la producción de espuma procedente del proceso de agitación y el procedimiento en común.

-

Está situado un sistema de agitación de funcionamiento lento en la parte superior del cono para garantizar la homogeneización óptima, y la distribución óptima del calor en los medios.

-

Se transporta el biogás hacia la bolsa de gas por medio de aire húmedo en una tubería

Parte lateral/pared

-

Con construcción cilíndrica de acero dulce.

-

Aproximadamente 600 metros de tuberías de calentamiento de 5/4'' montadas en una forma de anillo cilíndrico dentro del tanque para calentar los medios

-

Algunos transmisores de temperatura montados para regular el proceso de calentamiento

-

Un instrumento que mide el pH montado para regular el suministro de ácido a los medios

-

Está montada una válvula aislada/sala de bombeo en la base por fuera de la pared cilíndrica

El volumen/la capacidad: de cada tanque puede tener cualquier volumen neto adecuado, incluyendo un volumen neto de aproximadamente 1.700 m^{3}.

Los materiales de los fermentadores pueden ser, por ejemplo, tal como se especifican a continuación:

Base

-

La base está fabricada básicamente de hormigón, hierro de armado y aislamiento a prueba de presión.

-

La superficie en contacto con los medios está recubierta con poliéster isoftálico para evitar el daño corrosivo del hormigón y del hierro de armado.

-

Todas las tuberías montadas en la base son o bien de poliéster o bien de acero inoxidable.

Parte superior y pared

-

Básicamente la parte superior y la pared es una construcción de acero dulce.

-

Todas las tuberías montadas son o bien de poliéster, acero inoxidable o bien acero dulce.

Otros componentes

-

El elemento agitador está fabricado de acero inoxidable

-

Los elementos de calentamiento están fabricados de acero dulce

-

Todos los demás componentes situados dentro del tanque están fabricados de acero inoxidable o acero dulce

Las condiciones de funcionamiento pueden ser cualesquiera condiciones adecuadas, incluyendo:

\vskip1.000000\baselineskip

Medios	Toda clase de estiércol animal, principalmente fango de
	cerdos. Cultivos energéticos macerados. Algunas clases
	de desecho orgánico, CaO, ácidos orgánicos
Temperatura de funcionamiento	35-56ºC
Combinación de gas de funcionamiento	65% de CH_{4}, 33% de CO_{2}, 2% de otros gases
Valor k de aislamiento	0,25 W/m^{2}K se estima una pérdida de calor de hasta
	10 kW
Presión máxima de funcionamiento	+20 mbar abs. (sin vacío)
Viscosidad máxima en medios	12% de ST
Intervalo ácido/base	5-10 de pH
Rudimentos abrasivos en medios (por ejemplo arena)	1-2%
Temperatura máxima en los elementos de calentamiento	80 grados Celsius
Efectos máximos en los elementos de calentamiento	600 kW
Efecto de transmisión	7,5 kW/20-25 rpm.

La digestión se llevará a cabo a aproximadamente 55ºC. Se estima una pérdida de calor de hasta aproximadamente 10 kW. Puede calentarse la biomasa en el tanque desde 5ºC hasta 55ºC durante 14 días, y existe la posibilidad de adición de ácido para el ajuste de pH.

Tanque para ácidos orgánicos para ajustes de pH en los fermentadores

Preferiblemente, también se proporciona un tanque para ácidos orgánicos (número 16 de componente) para ajustes de pH en el(los) fermentador(es).

Tanque intermedio para fango desgasificado antes de la decantadora

Tras la digestión de la biomasa en los fermentadores se bombea la biomasa desgasificada hacia un tanque intermedio pequeño (número 17 de componente) antes de ser sometida a separación en la decantadora.

Instalación decantadora

La función de la instalación decantadora (número 18 de componente) es extraer los sólidos suspendidos (ss) y el P de la biomasa.

La decantadora separa la biomasa digerida en dos fracciones i) sólidos, que incluyen P, y ii) agua de desecho.

La fracción de sólidos contiene un 25-35% de m.s. Aproximadamente, se extrae el 90% de los s.s. y el 65-80% del contenido de P de la biomasa digerida. En el caso de la adición de PAX (Kemira, Dinamarca) al tanque intermedio antes de la separación en la decantadora, puede extraerse aproximadamente el 95-99% de P. Se transporta la fracción de sólidos hasta los depósitos mediante un transportador helicoidal sin eje.

El agua de desecho contiene un 0-1% de s.s. y K disuelto. Los s.s. dependen de la adición de PAX. El componente principal de las aguas de desecho es K disuelto que asciende hasta aproximadamente el 90% del contenido original de K de la biomasa. Se bombea el agua de desecho hacia el tanque de agua de desecho.

Sistema de transporte de la fracción de P y tratamiento

Puede transportarse la fracción de materia sólida (habitualmente denominada fracción de P) desde la instalación decantadora hacia una serie de depósitos mediante hélices y cintas transportadoras que forman un sistema de transporte de la fracción de P (número 19 de componente).

Una cinta transportadora común transporta la fracción de P hasta un depósito de almacenamiento donde se almacena en pilas, se cubre con una lámina de compost y se permite que se convierta en abono. El proceso de conversión en abono seca adicionalmente la fracción de P y por tanto, aumenta el contenido de m.s. hasta un 50-60%.

Segunda etapa de separación de N

Se prefiere una separación eficaz de amoniaco a partir del agua de desecho, y se prefiere un nivel residual aproximadamente de 10 mg de NH_{4}-N/litro o inferior.

Preferiblemente, la segunda etapa de separación se lleva a cabo utilizando un separador de vapor que funciona a presión ambiente. El principio separador se beneficia de las diferentes temperaturas de ebullición de amoniaco y agua. La extracción de amoniaco es más eficaz a temperaturas cercanas a 100ºC. El uso de energía con el fin de calentar la alimentación es un parámetro de funcionamiento esencial. Por tanto, la unidad de separación precalentará la alimentación antes de entrar a la columna separadora a cerca de 100ºC. Esto se proporciona mediante el uso de vapor (o posiblemente agua caliente y vapor) procedente de la unidad de grupo convertidor en un intercambiador de calor de vapor-agua.

Cuando está calentada la alimentación entra a la columna separadora y se percola sobre la columna mientras que se calienta al mismo tiempo hasta la temperatura de funcionamiento mediante una contracorriente de vapor libre. Posteriormente, se condensa el vapor/gas de amoniaco en un condensador de dos etapas.

Se bombea desde del suelo de la columna el agua ahora libre de amoniaco hasta una bomba de salida controlada por nivel.

Se desvía el amoniaco separado hacia la base de un condensador lavador de dos etapas en el que se condensa el gas de amoniaco principalmente en una contracorriente de condensado de amoniaco enfriado. Posteriormente, se condensa el gas de amoniaco no condensado en una contracorriente de agua pura (posiblemente permeada desde la etapa de ósmosis inversa final). Si se desea o necesita el uso de ácido es apropiado utilizar ácido sulfúrico en esta fase. Por tanto es posible lograr una concentración final mayor de amoniaco.

Preferiblemente se construye el condensador lavador a partir de un polímero con el fin de permitir la utilización de ácidos.

Columna de absorción de amoniaco (para su uso con la primera y/o segunda separación de N)

Se utiliza un lavador de condensado con el fin de ganar flexibilidad en lo que concierne a la adición de ácido. Preferiblemente, se construye la columna (número 21 de componente) en dos secciones de manera que la fracción de amoniaco no condensado en la primera sección se condensa posteriormente en la segunda sección. Esto tiene lugar en una contracorriente total de manera que la adición de agua se limita tanto como sea posible. Así se consigue una concentración de amoniaco máxima en el condensado final (superior al 25%). Puede extraerse el producto de amoniaco con una bomba aparte o sacarse desde una válvula en la bomba de circulación. Puede ayudarse a la absorción mediante la adición de ácido sulfúrico en la contracorriente de agua.

Tanque de ácido sulfúrico

Se utiliza el tanque de ácido sulfúrico para almacenar el ácido sulfúrico utilizado en el proceso separador de N (número 22 de componente).

Tanque de NS

Se utiliza el tanque de NS (número 23 de componente) para almacenar el N separado.

Almacén de gas

Se prefiere establecer un almacén de gas (número 24 de componente) como almacén intermedio para la alimentación de por ejemplo un motor grupo convertidor.

Tanque de agua de desecho

Preferiblemente se bombea el agua de desecho desde la instalación decantadora hasta el tanque de agua de desecho (número 25 de componente).

El tanque de agua de desecho está equipado con un microfiltro sumergido con funcionamiento estático. El microfiltro eliminará las partículas mayores de 0,01-0,1 \mum. Se acumulará una presión negativa de 0,2-0,6 bar en la membrana. Por tanto se succiona el permeado a través de la membrana, que retiene las partículas sobre la superficie de la membrana. Con el fin de evitar el ensuciamiento y la incrustación de la membrana, tiene que eliminarse el recubrimiento de las superficies de la membrana mediante un proceso de retrolavado periódico.

Un dispositivo de control por microprocesador controlará automáticamente la extracción del permeado y el procedimiento de retrolavado. Se interrumpirá la extracción mediante un retrolavado periódico por ejemplo durante 35 segundos por cada 300 segundos de tiempo de funcionamiento. El flujo total será de 2-6 m^{3} por h.

Podrá aplicarse aireación para ayudar en la microfiltración. La aireación impone un esfuerzo cortante sobre la superficie de la membrana, reduciendo la incrustación y el ensuciamiento. Adicionalmente airea el agua de desecho y estimula la descomposición aerobia de la materia orgánica residual, la nitrificación y desnitrificación. Así se eliminan posibles olores, nitratos restantes, etc. durante el proceso de microfiltración.

A partir de este tanque el filtrado se utilizará para:

\bullet el enjuagado de alojamientos de animales, canales, listones etc.

\bullet la separación adicional. Se concentrará el K disuelto por medio de ósmosis inversa, siendo almacenada la fracción de K en un tanque de almacenamiento separado. De este flujo de permeado también puede captarse agua para enjuagar los alojamientos de animales.

\bullet También puede concentrarse el K a través de otros medios tales como compresión mecánica o de vapor. Esto depende de la elección específica para cada planta específica y la cantidad de calor en exceso disponible para la compresión de vapor.

Se vaciará el tanque de agua de desecho que contiene el concentrado procedente de la microfiltración a intervalos regulares para eliminar el concentrado de partículas. Éste se añadirá a la fracción de K o la fracción de P desde la decantadora.

Tanque de K

El tanque de K (número 26 de componente) sirve para el fin de almacenar el concentrado de potasio (K).

Limpieza de gas

El biogás producido en los fermentadores puede contener cantidades traza de sulfuro de hidrógeno (H_{2}S) que es necesario eliminar (número 27 de componente) antes de quemar el biogás en una planta combinada de calor y energía.

El gas se limpiará empleando la capacidad de ciertas bacterias aerobias para oxidar H_{2}S en sulfato. El género será principalmente el género Thiobacillus que se conoce a partir de varios entornos terrestres y marinos. Pueden utilizarse otros géneros tales como Thimicrospira y Sulfolobus.

Se enjuagará un tanque fabricado de fibra de vidrio relleno de tubos de plástico con una gran área superficial con agua de desecho para mantener húmedo el material de relleno. El biogás se deriva hacia la columna rellena y se añade una corriente de aire (de aire atmosférico) a la corriente de biogás. El aire atmosférico se añade para proporcionar una concentración de oxígeno del 0,2% en la corriente de gas, es decir, suficiente para oxidar el H_{2}S y, por tanto, no para producir una mezcla explosiva de biogás y oxígeno. Se utiliza un soplante lateral de anillo.

Planta combinada de calor y energía (CHP)

El componente principal en la CHP (número 28 de componente) puede ser, por ejemplo, un motor alimentado por gas conectado a un generador para la producción de energía eléctrica. La principal prioridad para la CHP es producir tanta energía eléctrica como sea posible con relación al calor. El motor se refrigera preferiblemente mediante un circuito de agua (90ºC) y el calor se utiliza en el procedimiento de la planta y para el calentamiento de, por ejemplo, alojamientos de animales.

El gas de escape se utiliza en un recuperador para la producción de vapor. El vapor se utiliza como fuente de calentamiento en el procedimiento de la planta, es decir, en la unidad de esterilización a presión y en la unidad II de separación de N (prioridad uno). Dependiendo de la cantidad de vapor, también puede utilizarse para concentrar el K en el agua de desecho (evaporación de vapor).

Entre el vapor y el circuito de calor se instalará un intercambiador de calor, de modo que sea posible transferir calor desde el sistema de vapor hasta el sistema de calor.

Además del grupo electrógeno mencionado anteriormente se instalará una caldera de vapor. Esta caldera se utilizará para la producción de calor para iniciar el procedimiento, y además se utilizará como reserva del grupo electrógeno.

Si se produce más vapor que el necesario en el procedimiento de la planta, la producción restante puede transmitirse rápidamente a un refrigerador.

Para iniciar el procedimiento de la planta (calentamiento de los tanques fermentadores, etc.), se proporciona calor mediante la caldera alimentada por aceite. Tan pronto como se consigue la producción de gas, el quemador de aceite se cambiará a un quemador de gas. Tan pronto como la producción es lo suficientemente grande para arrancar el motor, el motor se hará cargo de la producción de calor.

Separación de potasio

Son posibles al menos dos alternativas para separar potasio del agua de desecho (número 29 de componente). A niveles relativamente altos de producción de biogás, el motor grupo convertidor produce un calor en exceso (vapor a 160ºC) que puede utilizarse para concentrar el K. El destilado libre de nutrientes puede utilizarse para la irrigación del campo o recircularse a través de toda la planta.

A tasas relativamente bajas de producción de biogás, puede utilizarse un microfiltro para filtrar partículas superiores a 0,01-0,1 \mum del agua de desecho, haciendo el permeado adecuado para su tratamiento en un filtro habitual de ósmosis inversa. El K se concentrará preferiblemente hasta una solución al 10-20%.

El segundo aspecto (priones de EEB)

En el segundo aspecto preferido la invención puede aplicarse para reducir sustancialmente y/o eliminar los priones de EEB contenidos en los estiércoles, forraje, desechos de mataderos, harina de carne y huesos y similares. Esto se consigue mediante una combinación de un pretratamiento y una digestión. Estos componentes tal como se enumeraron anteriormente se complementan con un dispositivo para el pretratamiento adicional del sustrato que contiene los priones de EEB, en cuanto a un cocedor a presión con cal. La cocción con cal puede utilizarse para hidrolizar una variedad de sustratos orgánicos incluyendo material que contiene priones.

Los priones de EEB son proteínas resistentes al ataque de las proteasas. Sin embargo, si se tratan con cal a temperaturas de 100-220ºC, preferiblemente 140-180ºC, presiones de preferiblemente 4-8 bar, y un pH de aproximadamente 10-12, los priones se hidrolizan parcialmente y así se vuelven descomponibles por enzimas microbianas tales como proteasas, amidasas, etc. Los microbios están presentes en los biorreactores y debido a que el sustrato se separa para obtener amoniaco y, por tanto, contiene poco N total frente a carbono total, los microorganismos son propensos a producir adicionalmente proteinasas y proteasas extracelulares que pueden hidrolizar los priones de EEB. El alto tiempo de residencia también contribuye a una descomposición eficaz de los priones de EEB.

Concentración de N y P

En una tercera realización preferida, la invención puede aplicarse para separar los nutrientes principales nitrógeno (N) y fósforo (P) de estiércoles animales y refinar los nutrientes para dar productos fertilizantes de calidad comercial u "orgánica". Esto se consigue combinando los componentes del primer aspecto con una centrífuga decantadora.

El N y el P son los nutrientes principales en el fango que están a menudo en exceso en las explotaciones para animales. El N se separa y recoge tal como se describe en el primer aspecto dejando el P en el fango digerido restante. Sin embargo, si se somete a una centrífuga decantadora, el P se elimina del fango junto con sólidos orgánicos e inorgánicos.

El resultado es que preferiblemente más del 90% del N y el P en el fango se recogen en fracciones separadas. El agua de desecho restante contiene algo de potasio (K) y cantidades traza de N y P. El agua de desecho es así adecuada para su extensión sobre un terreno en todos los momentos del año.

Es posible extraer potasio (K) del agua de desecho mediante una aireación y filtración en membrana acopladas adicionales. Brevemente, se utilizan microfiltros cerámicos como difusores y filtros al mismo tiempo. Los filtros se sumergen en el agua de desecho y se hacen funcionar con periodos de aireación y filtración intermitentes. La aireación proporciona la descomposición de la materia orgánica restante y la sedimentación de flóculos inorgánicos. El agua tratada es así adecuada para la filtración en membrana debido a que se evitan el ensuciamiento y la incrustación. También
la aireación a través de las mismas membranas (retrolavado con aire) evita que las membranas se ensucien e incrusten.

El producto producido es un concentrado (principalmente que contiene K) y agua filtrada adecuada para su extensión sobre un terreno (se requiere un área muy limitada).

Como en el primer aspecto, el agua de desecho también puede recircularse a través de los alojamientos de animales.

La fracción de P es adecuada para el secado adicional, que produce un granulado de valor comercial. Las fracciones de N y K son, de manera similar, de valor comercial.

El tercer aspecto preferido está diseñado en particular para concentrar los principales nutrientes N y P (y K) contenidos en fango y otros sustratos orgánicos para dar productos fertilizantes de calidad comercial.

Sin embargo, se si combinan centrífugas decantadoras con los demás elementos del sistema de separación de biogás y fango GFE, en particular la unidad de separación de N, se vuelve de gran interés para los granjeros. La combinación de la separación de N y las centrífugas decantadoras significa que la mayoría del contenido de N y P del fango se separa y recoge en fracciones individuales. Es importante hacer hincapié en que el P cuando está presente en flóculos se une para ser separado por la centrífuga decantadora.

Pueden utilizarse y añadirse a los campos según la necesidad específica de cada nutriente. También es posible recircular el agua de desecho tomada detrás de la centrífuga decantadora a través de los alojamientos de animales. La limpieza de suelos y listones en las pocilgas se consigue como ventajas adicionales en cuanto a buen clima interior, amoniaco reducido y otras emisiones de gases, frecuente lavado de canales de fango, etc.

El agua de desecho puede contener una fracción principal del potasio (K), mientras que una parte más pequeña estará presente en la fracción de P. Esto significa que en el escenario en el que se separa el fango para obtener amoniaco y se separa para obtener P, el N y el P pueden almacenarse y aplicarse según las necesidades específicas, mientras que el agua de desecho puede aplicarse durante todo el año como agua residual.

Puede estimarse que la necesidad del área de extensión es de aproximadamente ¼ del área requerida para la aplicación del fango, el área de armonía, y que esta ¼ parte discurrirá a través del área de armonía durante un periodo de 4 años.

Independientemente de la posibilidad de tratar el agua de desecho adicionalmente (véase la sección) algunos granjeros estarán indudablemente más que contentos con la separación de N y P sólo con un único reactor para la digestión del fango. Incluso puede omitirse la separación de P mediante la centrífuga decantadora debido a que el N se concentra dejando un fango diluido sin N, que también puede extenderse sobre un terreno en cualquier momento del año, excepto sobre un terreno helado.

Es muy satisfactorio que partes del sistema total puedan ofrecerse a los granjeros aunque otros pueden estar contentos con cualquier combinación más adecuada a sus situaciones. En cualquier caso, es la separación de N que hace uso de la centrífuga decantadora lo que es interesante para la ganadería práctica.

El agua de desecho del procedimiento completo puede someterse a un tratamiento final dependiendo de las preferencias del mercado.

Por tanto, es un reto tratar el agua de desecho para volverla adecuada para la filtración en membrana y también mayores reducciones de volumen que el 50-60% mencionado. El reto es también utilizar tecnologías bien conocidas, baratas y robustas en un nuevo contexto.

La solución es la siguiente:

La aireación del fango es bien conocida y la aireación con aire atmosférico durante 2-4 semanas produce una digestión aerobia.

La aireación logra lo siguiente:

En primer lugar, el amoniaco restante se separa y se recoge en una columna de absorción (posiblemente la misma que la utilizada durante el pretratamiento) mediante una denominada separación a baja temperatura de aproximadamente 20ºC. Se requiere una razón de líquido-gas más amplia de aproximadamente 1:2000 (Liao et al. 1995).

En segundo lugar, la materia orgánica restante y los componentes de olor se descomponen (Camarero et al. 1996; Burton et al. 1998; Doyle y Noüe 1987; Garraway 1982; Ginnivan 1983; Blouin et al. 1988).

En tercer lugar el posible amoniaco restante tras la separación se nitrificará a nitrato (Argaman Y. 1984; Gönenc y Harremoës 1985).

Esta aireación se combinará con filtración mediante el empleo de nueva tecnología de desechos de aguas residuales, es decir, un principio de microfiltración que combina aireación y filtración sobre filtros cerámicos (Bouhabila et al. 1998; Scott et al. 1998; Zaloum et al. 1996; Engelhardt et al. 1998). Se logra una aireación y filtración eficaces en energía en una operación. La aireación se utiliza adicionalmente para limpiar las membranas cerámicas mediante "retrolavado con aire" (Visvanathan et al 1997; Silva et al 2000).

Esto deja una fase acuosa muy adecuada para la separación sobre membranas de ósmosis habituales, si es necesario, porque los posibles problemas de incrustación y ensuciamiento son mínimos. Por tanto, se plantea como hipótesis que puede lograrse una mayor reducción del volumen a costes de energía sustancialmente inferiores, aunque se utilice algo de energía para la aireación.

Aun cuando la filtración en membrana no se utilice, la propia aireación puede motivarse por la separación final del amoniaco y por la eliminación de los componentes de olor restantes.

Los principales dispositivos son instalaciones de pretratamiento que consisten en un tanque separador y un cocedor de cal, y un diseño de procedimiento flexible de múltiples etapas (un mínimo de 3 etapas) de biorreactores.

La invención puede aplicarse para producir grandes cantidades de biogás a partir de una amplia variedad de sustratos orgánicos, incluyendo todos los tipos de estiércol de animales, cultivos energéticos, rastrojos y otros desechos orgánicos.

Las instalaciones de pretratamiento permiten el uso de una variedad de sustratos orgánicos mientras la planta de biogás de múltiples fases permite una digestión completa del sustrato y, por tanto, un rendimiento energético
máximo.

Los sustratos persistentes y ricos en N, tales como estiércol de aves de corral y cama profunda se pretratan en el cocedor de cal. El sustrato cocido se digiere previamente en un reactor mesófilo antes de que los sustratos entren en el tanque separador y en los reactores posteriores.

La predigestión garantiza que se descomponga la materia orgánica fácilmente disponible y que se libere el N en la solución como amoniaco. Por tanto, el volumen de N se recoge de esta manera en el tanque separador y el sustrato orgánico persistente que se está descomponiendo en los reactores posteriores de la planta energética. Alternativamente, dependiendo de la calidad del sustrato, puede entrar directamente en el tanque separador antes de la digestión en los reactores. El resultado es que se están produciendo grandes cantidades de biogás, es decir, normalmente de 5 a 10 veces más energía que la contenida en el fango.

El tratamiento en el sistema de separación y biogás GFE garantiza además que los nutrientes se reciclen a tierra para agricultura. Los cultivos energéticos se digieren en un reactor separado y la biomasa digerida se deriva hacia el tanque separador. En este tanque, las fibras no descompuestas durante la residencia en el reactor separado se hidrolizarán y el amoniaco se recogerá en la fracción de N. El N contenido en los cultivos energéticos puede reciclarse entonces a tierra y utilizarse en la producción de nuevos cultivos energéticos. Aproximadamente pueden reutilizarse de 1-3 kg de N por tonelada de ensilado.

El material orgánico según la invención se separa preferiblemente en amoniaco que, en particular a temperaturas termófilas, es inhibidor en el procedimiento del biogás (Hansen et al. 1998; Krylova et al. 1997; Kayhanian 1994). El amoniaco se separa durante el pretratamiento, en el que la biomasa también se está hidrolizando, etc.

El procedimiento puede dividirse preferiblemente en un componente termófilo y uno mesófilo (Dugba y Zhang 1999; Han et al. 1997; Gosh et al. 1985; Colleran et al. 1983). Esto da lugar a un aumento en los rendimientos energéticos y estabilidad de funcionamiento, entre otras cosas porque la biomasa reside más tiempo en los biorreactores, lo que da tiempo a las bacterias del metano para descomponer el sustrato. Debe observarse que se requiere más energía para el calentamiento, puesto que es un volumen de reactor total más grande.

Además de este principio de dos etapas, la planta hará uso de todavía otro reactor para la digestión preliminar del estiércol de aves de corral y biomasas similares que contienen N. Además, los cultivos energéticos se digerirán en este reactor antes del procesamiento adicional en la planta energética. Durante esta primera digestión, la fracción principal de la materia orgánica fácilmente disponible se descompone y el nitrógeno se libera en la solución en forma de amoniaco. El nitrógeno puede separarse ahora en el tanque separador y recogerse en la fracción de N.

Remolachas, maíz, pasto de trébol, etc., digeridos, contienen aproximadamente 1 kg de N por tonelada de peso húmedo y, por tanto, es importante que este N se recoja en la fracción de nitrógeno. El estiércol de aves de corral es incluso más rico en N y también puede digerirse en el predigestor antes de la digestión adicional en la planta de biogás principal.

La separación y la hidrólisis garantizan que también se hagan disponibles para la digestión las fibras persistentes, tal como se describió en el pretratamiento. La digestión siguiente en la planta de biogás principal garantiza un rendimiento de gas máximo.

La invención puede aplicarse para garantizar un bienestar y una salud animal óptimas cuando se guardan en los alojamientos de animales, mientras que al mismo tiempo se reducen las emisiones de polvo y gases, tales como el amoniaco. Esto se logra lavando o recirculando el agua de desecho a través de los alojamientos de animales con el fin de limpiar y aclarar pocilgas, suelos, listones, canales de estiércol, etc. Esto reduce las superficies de emisión en las que puede liberarse olor, amoniaco y polvo en el aire de interior.

El sistema permite además el uso de paja sin aumentar las emisiones de polvo y amoniaco. La paja es un componente de bienestar sustancial, en particular para los cerdos, pero también para otros animales. Proporciona a los animales material para escarbar y entretenerse y forraje estructural.

El agua de desecho llevada tras el tratamiento en la centrífuga decantadora (el tercer aspecto) o posiblemente tras la primera digestión (el primer aspecto) es muy adecuado como medio para lavar los alojamientos de animales. El lavado elimina la paja y las mezclas de estiércol de los listones.

En aspectos preferidos adicionales, puede preferirse cualquier combinación de la invención principal con los otros aspectos mencionados. El primer aspecto se incluye preferiblemente en todas las combinaciones.

En consecuencia, quedará claro a partir de las descripciones anteriores de las reivindicaciones preferidas de la presente invención que se facilita en el presente documento: tal como se define en la reivindicación 1.

El método anterior puede comprender además la etapa de separar los sólidos que resultan de la fermentación del biogás en la etapa de separación que incluye una centrífuga decantadora. Las fracciones separadas de P y/o K, preferiblemente en forma granulada, se obtienen a partir de esta separación.

El método anterior en otra realización comprende la etapa adicional de reciclar los líquidos que resultan de la fermentación del biogás para establos o alojamientos de animales, opcionalmente tras una etapa adicional de purificación.

En otra realización preferida, la etapa de separación del amoniaco que incluye N preferiblemente se produce de manera simultánea con, o secuencialmente con, en cualquier orden, una etapa que incluye una etapa de hidrólisis térmica y/o una etapa de hidrólisis alcalina, en la que cualquiera o ambas etapas tienen lugar a una temperatura aumentada y/o una presión aumentada, tal como se describió anteriormente en el presente documento.

Por tanto, las realizaciones preferidas anteriores, en una realización, resuelven los problemas asociados con la contaminación ambiental por microorganismos no deseados, incluyendo Salmonella typhimurium DT104, y/o priones asociados con la EEB que están presentes en los materiales orgánicos, incluyendo estiércoles y fangos de los mismos.

En otra realización, las realizaciones preferidas descritas anteriormente resuelven los problemas asociados con lograr un nivel higiénico suficientemente alto en un establo o un alojamiento de animales. Esto se logra reduciendo y/o eliminando microorganismos y/o priones no deseados asociados con la EEB, que están presentes en los materiales orgánicos, incluyendo estiércoles y fangos de los mismos.

Todavía en otra realización, las realizaciones preferidas descritas anteriormente resuelven los problemas asociados con un uso excesivo de recursos hídricos caros en un establo o un alojamiento de animales. Este problema se resuelve reutilizando el agua de desecho obtenida a partir de la etapa de separación en la centrífuga decantadora utilizada para separar sólidos y líquidos que resultan de, por ejemplo, bien del pretratamiento del material orgánico y/o bien de la separación de N, incluyendo la separación de amoniaco y/o la fermentación anaerobia que conduce a la formación de biogás. Al mismo tiempo, es posible reducir y/o eliminar la aparición de microorganismos en el agua de desecho mediante etapas de purificación adicionales.

La presente invención también proporciona fertilizantes baratos de calidades comercialmente aceptables. Esto se logra mediante la separación del N, incluyendo la separación del amoniaco y la separación de gránulos que contienen P y gránulos que contienen K por medio de la centrifugación en decantadora tras el pretratamiento, que incluye preferiblemente hidrólisis térmica y alcalina.

Pueden eliminarse una amplia variedad de microorganismos mediante el método de la invención, incluyendo microorganismos seleccionados de microorganismos animales, microorganismos infecciosos y microorganismos patógenos parásitos, incluyendo cualquier combinación de los mismos. Ejemplos incluyen, pero no se limitan a, bacterias tales como Campylobacter, Salmonella, Yersinia, Ascaris, organismos parásitos y microorganismos similares, así como virus, viroides y similares.

La etapa de cocción con cal también puede servir para esterilizar el material orgánico, en cuyo caso, no sobrevive ningún microorganismos viable en esta etapa de procesamiento. La cal comprende o consiste esencialmente en CaO o Ca(OH)_{2}. Preferiblemente, cualquier prión de EEB u otros priones presentes en el material orgánico también se destruyen o eliminan mediante el proceso de esterilización. Cuando hay una reducción de microorganismos y/o priones tras una cualquiera de las etapas mencionadas anteriormente, la reducción es de por ejemplo, una reducción del 90%, una reducción del 80%, una reducción del 70%, una reducción del 60% o una reducción de preferiblemente al menos el 50%.

Mediante la cocción a presión con cal del material orgánico antes de que el material orgánico se someta a una etapa de separación de N, se mejora la producción de biogás.

La cocción a presión con cal del material orgánico se realiza preferiblemente a una temperatura de desde 100ºC hasta 220ºC, bajo una presión de 2-20 bar, con la adición de cal suficiente para alcanzar un valor de pH de desde 9 hasta 12, y con un tiempo de funcionamiento de desde al menos 1 minuto hasta preferiblemente aproximadamente menos de 60 minutos.

La cantidad de cal añadida que incluye CaO es preferiblemente de desde 2 hasta 80 g por kg de materia seca, tal como desde 5 hasta 80 g por kg de materia seca, tal como desde 5 hasta 60 g por kg de materia seca, tal como desde 10 hasta 80 g por kg de materia seca, tal como desde 15 hasta 80 g por kg de materia seca, tal como desde 20 hasta 80 g por kg de materia seca, tal como desde 40 hasta 80 g por kg de materia seca, tal como desde 50 hasta 80 g por kg de materia seca, tal como desde 60 hasta 80 g por kg de materia seca.

Un ejemplo de condiciones de funcionamiento del cocedor a presión con cal es una temperatura en el intervalo de 120ºC hasta 220ºC, una presión de desde 2 bar hasta preferiblemente menos de 18 bar, y un tiempo de funcionamiento de desde al menos 1 minuto hasta preferiblemente menos de 30 minutos.

Otro ejemplo de condiciones de trabajo incluye una temperatura en el intervalo de desde 180ºC hasta 200ºC, en el que la presión es desde 10 bar hasta preferiblemente menos de 16 bar, en el que el nivel de pH es de desde 10 hasta 12, y en el que el tiempo de funcionamiento es desde 5 minutos hasta 10 minutos.

El método incluye la etapa de derivar el material orgánico procesado a un fermentador de biogás, que fermenta el material orgánico procesado y que obtiene un biogás. Otra etapa opcional adicional se refiere a complementar un ambiente externo, incluyendo un campo para agricultura, con el material orgánico procesado. La complementación del entorno externo, incluyendo un campo para agricultura, también puede realizarse utilizando el material residual que resulta de la fermentación del material orgánico procesado.

Otra etapa del procedimiento reivindicado es el de la separación del nitrógeno (N), incluyendo el amoniaco, de dicho material orgánico antes de derivarlo hacia un fermentador de biogás del material orgánico. Esto da como resultado una producción aumentada y estable de biogás. Esto también permite el uso de biomasas ricas en N para separarse y posteriormente digerirse en los fermentadores. El biogás se produce a partir de la fermentación del material orgánico liberado de al menos parte del N, incluyendo el amoniaco.

El nitrógeno separado (N) incluyendo el amoniaco se absorbe preferiblemente en una columna antes de almacenarse opcionalmente en un tanque. Cuando se está absorbiendo en una columna, el nitrógeno separado (N) incluyendo el amoniaco se absorbe preferiblemente en una columna que comprende agua o una solución ácida, preferiblemente ácido sulfúrico, antes de almacenarse opcionalmente en un tanque.

Es más preferido que no estén presentes esencialmente priones de EEB en el material orgánico que resulta de la fermentación.

La etapa de separar el nitrógeno (N), incluyendo el amoniaco, se realiza preferiblemente añadiendo inicialmente una cantidad de cal al material orgánico suficiente para aumentar el valor de pH hasta superior a 9 a una temperatura preferiblemente superior a 40ºC, tal como un valor de pH superior a 10 a una temperatura preferiblemente superior a 40ºC, por ejemplo un valor de pH superior a 11 a una temperatura preferiblemente superior a 40ºC, tal como un valor de pH de 12 a una temperatura preferiblemente superior a 40ºC.

En las realizaciones preferidas, la temperatura es preferiblemente superior a 50ºC, tal como superior a 55ºC, por ejemplo superior a 60ºC.

El tiempo de funcionamiento es, en una realización, de desde 2 hasta 15 días, tal como desde 4 hasta 10 días, por ejemplo desde 6 hasta 8 días. Un ejemplo de un conjunto de parámetros del procedimiento es un nivel de pH de desde 8-12, una temperatura de desde 70ºC-80ºC, una razón de líquido con respecto a gas inferior a 1:400, y un tiempo de funcionamiento de 7 días. Las condiciones alcalinas pueden generarse añadiendo cualquier base. Sin embargo, el pH se aumenta preferiblemente añadiendo CaO o Ca(OH)_{2}.

El material orgánico puede comprender partes sólidas y/o líquidas, tales como por ejemplo, estiércoles y fangos de los mismos, residuos de cultivos, cultivos de ensilados, canales de animales o fracciones de los mismos, desechos de los mataderos, harinas de carne y huesos, incluyendo cualquier combinación de los mismos. En una realización, el material orgánico comprende un máximo del 50% de partes sólidas, por ejemplo, un máximo del 40% de partes sólidas; tal como un máximo del 30% de partes sólidas, por ejemplo un máximo del 20% de partes sólidas. El material orgánico también puede estar en un estado líquido y comprender un máximo del 10% de partes sólidas.

El material orgánico también puede comprender paja, fibras o serrín, y en una realización el material orgánico tiene un alto contenido en fibras, preferiblemente más del 10% (p/p). El material orgánico también puede tener un alto contenido en hidratos de carbono complejos que comprenden celulosa, y/o hemicelulosas y/o lignina, tal como preferiblemente más del 10% (p/p). La cocción a presión con cal del material orgánico que contiene celulosa da como resultado una disgregación de celulosa en ácidos orgánicos pequeños, tales como ácido fórmico, ácido acético, ácido láctico y similares.

El material orgánico también puede comprender cama profunda o estiércol de animales, especialmente de explotaciones de ganado, cerdos y aves de corral. Adicionalmente, puede utilizarse material orgánico de animales, tal como por ejemplo, canales de animales o fracciones de los mismos, desechos de los mataderos, harinas de carne y hueso, plasma sanguíneo o cualquiera de tales productos que se originan a partir de animales, materiales con y sin riesgo con respecto a la presencia potencial de priones de EEB u otros priones.

En una realización, el material orgánico comprende o consiste esencialmente en partes sólidas de menos de 10 cm de longitud, tales como partes sólidas de menos de 5 cm de longitud, por ejemplo partes sólidas de menos de 1 cm de longitud.

El material orgánico puede macerarse preferiblemente antes de tratarse en el cocedor a presión con cal, preferiblemente mediante el uso de un transportador helicoidal equipado con un macerador, preferiblemente uno hecho de acero resistente a los ácidos e inoxidable. El transportador transporta el material orgánico hacia el cocedor de cal, en el que el material orgánico se calienta preferiblemente mediante inyección de vapor o mediante vapor en una capa alrededor del cocedor de cal, o cualquier combinación de los mismos.

El material orgánico también puede comprender elementos que comprenden proteínas o moléculas orgánicas similares, incluyendo aminoácidos y combinaciones de los mismos, que constituyen los priones de EEB u otros priones, y en el que dichos priones de EEB u otros priones se eliminan o destruyen directamente o se hacen disponibles para su destrucción mediante cocción a presión con cal y/o fermentación posterior, incluyendo fermentación anaerobia. El material orgánico de origen animal tiene preferiblemente una alta cantidad de nitrógeno (N), preferiblemente más del 10%.

El material orgánico en forma de un fango líquido puede obtenerse mediante la adición de agua y/o agua que contiene una baja concentración de material orgánico, preferiblemente de menos del 10% de partes sólidas. El agua añadida puede ser agua reciclada, agua que contiene una baja concentración de material orgánico obtenida a partir de la planta de ensilado, y/o agua recogida tras limpiar los establos y/o limpiar a los animales, y/o agua obtenida a partir de la fermentación antes del procedimiento de separación de N, y/o agua obtenida a partir de una o más plantas de producción de biogás, y/o agua obtenida durante la concentración de fertilizantes de P, y/o agua obtenida durante la concentración de fertilizantes de K, y/o agua recogida de la lluvia.

En una realización particularmente preferida, el agua es agua de desecho obtenida a partir de una planta de producción de biogás, o agua de desecho obtenida durante la concentración de fertilizantes de P, o agua obtenida durante la concentración de fertilizantes de K, o agua recogida de la lluvia.

Se prefiere que cualquiera o la mayor parte de la urea y/o el ácido úrico presentes en el material orgánico se convierta en amoniaco, en el que el amoniaco se recoge opcionalmente tras la absorción a una columna, tal como se describe en otra parte.

Etapas adicionales además de la cocción a presión con cal, son la fermentación mesófila y/o termófila. En consecuencia, el material orgánico que se ha tratado en el cocedor a presión con cal puede derivarse posteriormente hacia una planta para la fermentación mesófila y/o termófila antes o después de que el material orgánico se someta a separación de nitrógeno.

Cada fermentación se lleva a cabo mediante una población bacteriana que puede realizar la fermentación mesófila o termófila, respectivamente. La fermentación es, en una realización, una fermentación anaerobia.

La fermentación se lleva a cabo preferiblemente a una temperatura de desde 15ºC hasta preferiblemente menos de 65ºC, tal como a una temperatura de desde 25ºC hasta preferiblemente menos de 55ºC, por ejemplo a una temperatura de desde 35ºC hasta preferiblemente menos de 45ºC.

La fermentación se lleva a cabo preferiblemente durante un periodo de tiempo de desde aproximadamente 5 hasta preferiblemente menos de 15 días, tal como durante un periodo de tiempo de desde aproximadamente 7 hasta preferiblemente menos de 10 días.

En una realización, se proporciona un método, en el que la producción de biogás se lleva a cabo en una o más plantas mediante un microorganismo, preferiblemente una población de bacterias, e incluye una fermentación anaerobia del material orgánico. Las bacterias preferiblemente producen principalmente metano y una fracción menor de dióxido de carbono cuando se fermenta el material orgánico. La producción de biogás puede llevarse a cabo en una o más plantas, preferiblemente mediante fermentación bacteriana anaerobia del material orgánico.

En una realización, la producción de biogás se lleva a cabo en dos plantas mediante la fermentación bacteriana anaerobia del material orgánico, inicialmente mediante la fermentación con bacterias termófilas en una primera planta, seguido por derivación del material orgánico fermentado de manera termófila hacia una segunda planta, en la que tiene lugar la fermentación con bacterias mesófilas.

Las condiciones de reacción termófila preferiblemente incluyen una temperatura de reacción que oscila desde 45ºC hasta 75ºC, tal como una temperatura de reacción que oscila desde 55ºC hasta 60ºC.

Las condiciones de reacción mesófila preferiblemente incluyen una temperatura de reacción que oscila desde 20ºC hasta 45ºC, tal como una temperatura de reacción que oscila desde 30ºC hasta 35ºC. La reacción termófila, así como la reacción mesófila, se lleva a cabo preferiblemente durante aproximadamente de 5 a 15 días, tal como durante aproximadamente 7 a 10 días.

Puede reducirse y/o eliminarse cualquier posible formación de espuma mediante la adición de polímeros, y/o aceites vegetales y/o una o más sales, preferiblemente aceite vegetal en la forma de aceite de colza. Las sales comprenden preferiblemente o consisten esencialmente en CaO y/o Ca(OH)_{2}.

Se logra una floculación deseable de sustancias y partículas durante la producción de biogás preferiblemente mediante la adición de iones calcio que pueden formar puentes de calcio entre las sustancias orgánicas e inorgánicas en solución o suspensión, en las que dichos puentes de calcio dan como resultado la formación de "flóculos" de partículas. La adición de iones calcio da como resultado además la precipitación de ortofosfatos, incluyendo (PO_{4}^{3-}) disuelto, que se precipita preferiblemente como fosfato de calcio Ca_{3}(PO_{4})_{2}, en el que el fosfato de calcio precipitado permanece suspendido preferiblemente en un fango.

El biogás obtenido puede derivarse hacia un motor de gas que puede producir calor y/o electricidad. El calor puede utilizarse para calentar el cocedor a presión con cal y/o la planta de fermentación y/o el reactor separador de N y/o la una o más planta(s) de biogás y/o el(los) alojamiento(s) de animales y/o una residencia para seres humanos y/o agua de calefacción para utilizarse en un hogar o residencia para seres humanos. La electricidad puede derivarse y venderse a una red comercial para distribuir electricidad. En una realización preferida, el material orgánico fermentado y esterilizado, con el N separado, restante se extiende sobre los campos para agricultura.

Además de i) reducir y/o eliminar los microorganismos no deseados, ii) mejorar la producción de biogás, y iii) proporcionar material orgánico fermentado y esterilizado, con el N separado altamente utilizable, la invención, en otro aspecto, está relacionada con un método para producir fertilizantes que comprenden N a partir de materiales orgánicos que comprenden una fuente de N, comprendiendo dicha producción las etapas de i) recoger el N, incluyendo el amoniaco, separado del material orgánico en una etapa de separación de nitrógeno, ii) absorber dicho N, incluyendo el amoniaco, en agua o una solución ácida que comprende preferiblemente ácido sulfúrico, y iii) obtener fertilizante con N que puede extenderse sobre un terreno para agricultura.

La invención también permite producir fertilizantes que comprenden fósforo (P) a partir de materiales orgánicos que comprenden una fuente de P, comprendiendo dicha producción las etapas de i) derivar el fango desde el fermentador de biogás hasta un separador, ii) separar el material orgánico fermentado, así como el material inorgánico en una fracción sólida y una principalmente líquida, iii) obtener una fracción principalmente sólida que comprende una parte del P, preferiblemente en forma de fosfato de calcio Ca_{3}(PO_{4})_{2}, y fosfatos orgánicos suspendidos en el fango, en el que dicha fracción sólida puede utilizarse como fertilizante de P que puede extenderse sobre un terreno para agricultura, cuando sea apropiado.

El separador para separar el material orgánico fermentado, así como el material inorgánico, en una fracción sólida y una principalmente líquida, es preferiblemente una centrífuga decantadora. La fracción principalmente sólida que comprende P puede secarse opcionalmente para producir un granulado que comprende un fertilizante de P, por ejemplo, permitiendo que la fracción de P se convierta en abono en un almacén en pilas bajo una capa o cubierta permeable al aire.

El agua de desecho obtenida de la producción de biogás y la separación de los componentes sólidos puede reutilizarse preferiblemente en la fermentación del ensilado y/o en el proceso de cocción a presión con cal y/o en el proceso de separación de nitrógeno y/o en la planta de biogás y/o en la limpieza del establo y/o se extiende sobre la tierra y/o se lleva a una planta de tratamiento de aguas residuales convencional.

En consecuencia, el método proporciona la producción de agua de desecho sustancialmente limpia, comprendiendo dicha producción las etapas de i) obtener a partir del separador, preferiblemente una centrífuga decantadora, una fracción líquida que comprende agua de desecho que tiene sólo un contenido muy limitado de N y P, preferiblemente inferior al 5% (p/v), tal como inferior al 1% (p/v), por ejemplo inferior al 0,1% (p/v), tal como inferior al 0,01% (p/v), y esencialmente ninguna fuente que pueda propagar la zoonosis, virus veterinarios, bacterias infecciosas, parásitos u otros agentes infecciosos, incluyendo priones de EEB y otros priones. Para algunas realizaciones es aceptable si el agua de desecho contiene menos del 10% del N y el P obtenido originalmente en el fango.

La invención también permite la producción de fertilizantes que comprenden potasio (K) a partir de materiales orgánicos que comprenden una fuente de K, comprendiendo dicha producción i) derivar la fracción líquida procedente de la primera etapa de separación (utilizada en la separación de materiales orgánicos que contienen P, tal como se describió anteriormente en el presente documento) hacia una segunda etapa de separación, ii) separar la composición orgánica e inorgánica restante del líquido, iii) obtener una fracción sólida que comprende K, en la que dicha fracción sólida puede utilizarse como un fertilizante de K que puede extenderse sobre un terreno para agricultura, cuando sea apropiado.

La segunda etapa de separación comprende preferiblemente someter la fracción que comprende K a través de un microfiltro cerámico que funciona con una filtración del agua de desecho y aireación intermitente, en el que preferiblemente dicha aireación proporciona la descomposición del material orgánico restante y la sedimentación de flóculos inorgánicos.

En otra realización del método, el agua de desecho obtenida se trata en un sistema de tratamiento aerobio que puede eliminar y/o reducir el contenido de N y P dentro del agua y preferiblemente que también descompongan el material orgánico restante y los componentes de olor, obteniendo agua de desecho esencialmente libre de N y P, en el que dicha agua de desecho puede extenderse preferiblemente sobre terrenos para agricultura cuando sea apropiado, o recircularse a través de alojamientos de animales.

La aireación anteriormente mencionada puede llevarse a cabo con aire atmosférico durante 2-4 semanas a una temperatura de aproximadamente 20ºC y una razón de líquido-gas de aproximadamente 1:2000. Cualquier N eliminado puede recogerse y derivarse hacia la columna de absorción descrita en otra parte en el presente documento.

Al poder limpiar los alojamientos de animales con el agua de desecho tratada de esta forma, la invención también proporciona, todavía en otro aspecto, un método para mejorar la higiene en un alojamiento de animales o un establo para animales, consistiendo dicha mejora en limpiar el establo con el agua de desecho obtenida. La limpieza incluye limpiar y aclarar por ejemplo, pocilgas, suelos, listones, canales de estiércol, techos, canales de ventilación, aire de escape de lavado, etc., así como reducir las superficies de emisión de las que puede liberarse olor, amoniaco y polvo en el entorno de la localización predeterminada, incluyendo el establo.

La limpieza de los establos se lleva a cabo preferiblemente, en una realización, con el agua de desecho obtenida tras la fermentación de cultivos energéticos u obtenida tras la fermentación para producir la separación del biogás de sólidos y líquidos o el agua de desecho obtenida de un proceso posterior en el sistema.

También es posible, según esta realización de la invención, mejorar el bienestar animal en un establo mediante la utilización de paja en el establo, ya que proporciona a los animales material para escarbar y entretenerse y forraje estructural. En una realización, se prefiere derivar la paja que comprende el material orgánico desde el establo hacia el cocedor a presión con cal e hidrolizar el material orgánico antes del procesamiento adicional. Otro objetivo global de la mejora del bienestar animal en un establo reside en la posibilidad de poder rociar a los animales con el fin de reducir el número de microorganismos, así como de polvo en el pelaje de los animales, y reducir simultáneamente la temperatura de los animales.

De esta forma, se proporciona un método que integra la fermentación anaerobia de estiércoles animales, cultivos energéticos y sustratos orgánicos similares, así como el refinado de los nutrientes mantenidos en la biomasa digerida para fertilizantes de calidad comercial, en combinación con la obtención de agua de desecho limpia.

El método integrado descrito anteriormente en el presente documento requiere un sistema de componentes, o una selección de tales componentes, tal como se describe en el presente documento en más detalle en otra parte. Según la invención es una planta, tal como se define en la reivindicación 82. El sistema comprende

i)

opcionalmente un primer dispositivo, preferiblemente alojamientos de animales o establos para animales de explotación y/o de cría, preferiblemente animales de granja incluyendo, vacas, cerdos, ganado, caballos, cabras, ovejas y/o aves de corral, y similares,

ii)

un segundo dispositivo obligatorio en lo que se refiere a al menos una planta de pretratamiento, tal como se define en la reivindicación 82 para pretratar el material orgánico, comprendiendo dicho material orgánico preferiblemente estiércol de animal y/o fango de animal y/o partes de la planta, en las que dichas partes de la planta comprenden preferiblemente uno o más de paja, cultivos, rastrojos, ensilado, cultivos energéticos y, opcionalmente canales de animales o fracciones de los mismos, desechos de los mataderos, harinas de carne y huesos, plasma sanguíneo o cualquiera de tales productos que se originan a partir de animales, materiales con y sin riesgo con respecto a la presencia potencial de priones de EEB u otros priones y

iii)

un tercer dispositivo obligatorio en lo que se refiere a un fermentador que genera una cantidad mejorada de energía en la forma de biogás a partir de una biomasa que comprende el material orgánico

en el que el primer dispositivo comprende,

a)

un sistema para limpiar uno o más de suelos, listones, pocilgas, canales de estiércol, canales de fango, animales, y canales de ventilación de un alojamiento de animales o un establo, suponiendo dicha limpieza el uso de agua de limpieza, y/o

b)

un sistema para transportar el agua de limpieza, opcionalmente en la forma de un fango que comprende agua de limpieza y material orgánico, desde el alojamiento de animales o el establo hasta el segundo dispositivo,

en el que el segundo dispositivo comprende

a)

un primer tanque de pretratamiento en la forma de un tanque separador para i) separar el N (nitrógeno), incluyendo el amoniaco, del fango derivado desde el primer dispositivo hasta el segundo dispositivo, o ii) separar el N, incluyendo el amoniaco, del material orgánico derivado desde un tanque de pretratamiento adicional del segundo dispositivo, en el que el primer tanque de pretratamiento también puede utilizarse opcionalmente para hidrolizar el material orgánico, y

b)

un segundo tanque de pretratamiento en la forma de un cocedor a presión con cal para hidrolizar el fango que comprende el material orgánico derivado desde el primer dispositivo hasta el segundo dispositivo, en el que dicha hidrólisis da como resultado la eliminación, inactivación y/o reducción en el número de cualquier microorganismo viable y/o sustancias patógenas presentes en el fango, o una parte del mismo, y

c)

opcionalmente al menos un tanque, preferiblemente un tanque de ensilado para generar el material de la planta ensilado, que comprende al menos uno o más de maíz, cultivos energéticos, remolachas, y rastrojos, y

d)

opcionalmente al menos un segundo tanque, preferiblemente un tanque de fermentación de pretratamiento para fermentar un material orgánico cocido a presión con cal y/o ensilado, en el que las condiciones de fermentación se seleccionan de condiciones de fermentación mesófilas y/o condiciones de fermentación termófilas,

en el que el tercer dispositivo comprende

a)

al menos un fermentador de biogás al que puede derivarse fango y/o material orgánico desde el segundo dispositivo para fermentar el material orgánico bajo las condiciones de fermentación mesófilas y/o las condiciones de fermentación termófilas, dando como resultado dicha fermentación la producción de biogás que comprende principalmente metano y

b)

opcionalmente al menos un tanque para recoger el biogás, en el que el tanque se conecta opcionalmente a una salida para la distribución del biogás, o se conecta a un motor de gas, y

c)

opcionalmente al menos un primer separador, preferiblemente una centrífuga decantadora, en la que se separa el material fermentado del al menos un fermentador de biogás en una fracción esencialmente líquida en la forma de agua de desecho, y una fracción esencialmente sólida, en el que dicha fracción sólida comprende material orgánico e inorgánico que comprende fósforo (P) sólido, y

d)

opcionalmente al menos un segundo separador, preferiblemente un microfiltro cerámico en el que se procesa adicionalmente el agua de desecho del al menos un primer separador, preferiblemente mediante aireación y filtración, en el que dicho procesamiento da como resultado la eliminación de al menos alguno y preferiblemente una mayoría de uno o más componentes de olor, compuestos de nitrógeno (N) y compuestos de potasio (K), en el que dicha separación da como resultado adicionalmente la generación de agua de desecho que comprende una cantidad reducida de uno o más componentes de olor, compuestos de nitrógeno (N) y compuestos de potasio (K), en comparación con la cantidad antes de la separación.

El sistema comprende preferiblemente canalizaciones de tubería que constituyen un sistema cerrado, lo que evita o conduce a una reducción en las emisiones de uno cualquiera o más de polvo, microorganismos, amoniaco, aire, líquido o cualquiera de los constituyentes dentro del sistema.

Las fracciones líquidas o el agua de desecho procedentes de uno o más del al menos un tanque de ensilado, el al menos un tanque de fermentación de pretratamiento, el al menos un fermentador de biogás, el al menos un primer separador y el al menos un segundo separador se reutilizan preferiblemente para limpiar el alojamiento de animales o el establo.

Las fracciones líquidas o el agua de desecho procedentes de uno o más del al menos un tanque de ensilado, el al menos un tanque de fermentación de pretratamiento, el al menos un fermentador de biogás, el al menos un primer separador y el al menos un segundo separador se reutiliza preferiblemente en cualquier etapa del sistema de separación de fango y producción de biogás para mantener el material orgánico en un estado fluido apropiado.

El sistema posibilita añadir cal, incluyendo CaO y/o Ca(OH)_{2}, al material orgánico antes de que dicho material orgánico entre en el tanque separador para separar el N incluyendo el amoniaco, preferiblemente añadiendo una cantidad de cal suficiente para generar un valor de pH de desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 12, opcionalmente en combinación con una etapa de calentamiento y una aireación del fango incluyendo el material orgánico.

El material orgánico permanece preferiblemente en el tanque separador del sistema durante un periodo de 5 a 10 días, tal como de 7 días. La temperatura dentro del tanque separador es preferiblemente de entre 60ºC y 80ºC. Se añade preferiblemente una cantidad de desde aproximadamente 30 y 60 gramos de Ca(OH)_{2} por kg de materia seca en el material orgánico al material orgánico en el tanque separador o antes de que dicho material orgánico entre en el tanque separador.

El sistema facilita la recogida del N separado, incluyendo el amoniaco, del tanque separador y la derivación de dicho N separado hacia una columna en la que el N, incluyendo el amoniaco, se absorbe en agua o una solución ácida, que comprende preferiblemente ácido sulfúrico y opcionalmente que también almacena el amoniaco absorbido en un tanque. El N absorbido de esta forma en agua o en una solución ácida se utiliza preferiblemente como fertilizante.

El cocedor a presión con cal del sistema es preferiblemente un aparato que inicialmente puede cortar el material orgánico en segmentos y posteriormente puede derivar el material orgánico segmentado hacia una cámara en la que dicho material orgánico segmentado se calienta y simultáneamente se expone a una presión alta debido a la temperatura elevada. Al material orgánico que se va a tratar en el cocedor a presión con cal se añade una cantidad de cal, incluyendo CaO y/o Ca(OH)_{2}, antes o después de entrar en el cocedor a presión con cal.

Preferiblemente se añade CaO al cocedor a presión con cal en una cantidad de desde 5-10 g por kg de materia seca en el material orgánico. El sistema funciona a una temperatura de entre 100ºC y 220ºC, tal como por ejemplo, de 180ºC a 200ºC. La temperatura se alinea según el material orgánico que va a tratarse, cuanto más alta se escoge la temperatura, mayor es el contenido de celulosa, hemicelulosa y lignina en el material orgánico, o se escoge una temperatura más alta según el riesgo de compuestos de microorganismos infecciosos o patógenos, incluyendo los priones de EEB en el material orgánico.

La presión está entre preferiblemente desde 2 hasta preferiblemente menos de 16 bar, tal como desde 4 hasta preferiblemente menos de 16 bar, por ejemplo desde 6 hasta preferiblemente menos de 16 bar, tal como desde 10 hasta preferiblemente menos de 16 bar. El sistema funciona a la temperatura elevada durante aproximadamente de 5 a 10 minutos, aunque también pueden utilizarse tiempos de tratamiento mayores.

El N, incluyendo el amoniaco, separado en el cocedor a presión con cal se recoge preferiblemente y se deriva hacia una columna y se absorbe, tal como se describe en otra parte en el presente documento.

El sistema en una realización facilita la derivación del ensilado tal como por ejemplo, maíz, cultivos energéticos, remolacha, y/o rastrojos, hacia un tanque de fermentación mesófila o termófila, antes de que el material se derive adicionalmente hacia el tanque separador.

El sistema también puede facilitar la derivación del material orgánico cocido a presión con cal hacia un tanque de fermentación mesófila o termófila, antes de que el material se derive hacia el tanque separador.

El sistema también facilita la optimización de la fermentación del material orgánico y la producción de biogás proporcionando una planta de pretratamiento que comprende instalaciones para separar el N, incluyendo el amoniaco, y/o llevar a cabo la hidrólisis alcalina con parámetros del proceso predeterminados, incluyendo el nivel del pH, temperatura, aireación, duración, inhibición de la espuma y floculación del material suspendido.

El sistema garantiza conducciones optimizadas para la población de los microorganismos contenidos en los fermentadores que producen biogás. Esto se logra, por ejemplo, mediante la derivación del fango esterilizado o higienizado procedente del tanque separador hacia al menos un primer fermentador de biogás, en el que dicho fango esterilizado o higienizado no inhibe ni daña a la población de microorganismos que producen biogás en el fermentador. En particular, el material orgánico del que se separa el N, incluyendo el amoniaco, puede derivarse hacia un reactor de biogás, en el que las condiciones de fermentación soportan una fermentación mesófila. Una vez que el material orgánico se ha sometido a una fermentación mesófila, el material orgánico se deriva preferiblemente hacia otro reactor de biogás del sistema, en el que las condiciones de fermentación pueden soportar una fermentación termófila.

Las condiciones de reacción termófila incluyen una temperatura de reacción que oscila desde 45ºC hasta 75ºC, tal como una temperatura de reacción que oscila desde 55ºC hasta 60ºC. Las condiciones de reacción mesófila incluyen una temperatura de reacción que oscila desde 20ºC hasta 45ºC, incluyendo una temperatura de reacción que oscila desde 30ºC hasta 35ºC.

El sistema permite que se produzca tanto la reacción termófila como la reacción mesófila durante al menos 5-15 días, tal como durante al menos 7-10 días, preferiblemente al menos 7 días.

El sistema comprende dispositivos que pueden evitar la formación de espuma, en los que dichos dispositivos pueden añadir, por ejemplo, polímeros, y/o aceites vegetales, incluyendo aceite de colza, y/o diferentes sales, incluyendo sales que comprenden CaO y/o Ca(OH)_{2}.

El sistema posibilita reutilizar al menos parte del material orgánico fermentado a partir de los reactores de biogás en ese mismo reactor, en el que dicho material orgánico fermentado funciona como un inóculo de la población de microorganismos que llevan a cabo la fermentación.

El sistema posibilita, en una realización, derivar un fango que incluye un líquido que comprende partes sólidas, hacia un primer separador para separar los materiales sólidos que incluyen una fracción limitada del líquido desde la primera parte de la fracción líquida. Dicha fracción principalmente sólida comprende material orgánico e inorgánico, incluyendo P (fósforo) y compuestos del mismo. Dicha fracción principalmente sólida puede secarse adicionalmente y comprende un fertilizante. El primer separador del sistema es preferiblemente una centrífuga decantadora.

El sistema también permite que el agua de desecho procedente del primer separador se trate en un segundo separador, comprendiendo dicho segundo separador un microfiltro cerámico en el que el agua de desecho procedente del primer separador se procesa adicionalmente mediante aireación y filtración, eliminando opcionalmente cualquier componente de olor residual, cualquier compuesto de nitrógeno residual y/o cualquier componente que contenga K (potasio), dejando un agua de desecho esencialmente limpia que no comprende esencialmente ninguno de dichos componentes residuales.

El sistema posibilita derivar el agua de desecho desde el reactor de biogás termófilo o desde el primer y/o el segundo separador hacia un campo para agricultura, hacia una primera planta de tratamiento de aguas residuales, o una planta de purificación, o una planta de tratamiento biológica para la purificación adicional, si se requiere.

El sistema o los métodos de la presente invención puede utilizarse para:

Eliminar o disminuir la emisión al entorno de polvo, microorganismos, amoniaco, aire contaminado, líquido o cualquier otra constitución dentro del sistema, especialmente de alojamientos de animales.

Mejorar la utilización de la energía contenida en una biomasa incluyendo el material orgánico.

Mejorar la producción de biogás que comprende gas metano y gas que lleva metano. Dicho gas puede almacenarse en un tanque localmente y/o puede derivarse hacia una red comercial para distribuir gas.

Obtener fracciones separadas de N (nitrógeno), P (fósforo) y potencialmente K (potasio) a partir de materiales orgánicos. Dichas fracciones son de valor comercial y pueden utilizarse como fertilizantes para fertilizar cultivos agrícolas y hortícolas.

Obtener un bienestar animal mejorado y una higiene mejorada en los establos para animales y de conformidad con la producción de dichos establos para animales. Dicha producción comprende estiércol, fango y animales que van a sacrificarse. Los animales limpios reducen el riesgo de infección de la carne cuando se sacrifican los animales.

Obtener un procedimiento para producir canales de animales o fracciones de los mismos, harinas de carne y huesos o cualquier otro producto animal disponible para utilizarlo en un terreno para agricultura en la forma de fertilizantes refinados y, por tanto, para beneficiarse de los micro y macronutrientes en los productos animales en la producción de la planta agrícola u hortícola.

Claims (152)

1. \global\parskip0.990000\baselineskip

   1. Método para reducir el número de microorganismos y/o priones viables presentes en un material orgánico, comprendiendo dicho método las etapas de

   i) proporcionar un material orgánico que comprende partes sólidas y/o líquidas,

   ii) someter dicho material orgánico a las etapas de procesamiento de

   a)

   cocer a presión con cal a una temperatura de entre 100ºC y 220ºC dando como resultado la hidrólisis del material orgánico, en la que la cal es Ca(OH)_{2} y/o CaO, y

   b)

   separar el amoniaco de dicho material orgánico cocido a presión,

   en el que la cal añadida en conexión con la separación del amoniaco y el saneamiento del material orgánico precipita ortofosfato disuelto, y

   iii) obtener un material orgánico procesado que comprende un número reducido de microorganismos viables y/o priones,

   comprendiendo dicho método las etapas adicionales de derivar el material orgánico procesado a un fermentador de biogás, fermentar el material orgánico procesado y obtener un biogás.
2. 2. Método según la reivindicación 1, que comprende la etapa adicional de complementar un campo para agricultura con el material orgánico procesado.
3. 3. Método según la reivindicación 1 que comprende la etapa adicional de complementar un campo para agricultura con el material residual que resulta de la fermentación del material orgánico procesado.
4. 4. Método según la reivindicación 1, en el que dichos microorganismos son patógenos zoonóticos y microbianos veterinarios.
5. 5. Método según la reivindicación 1, en el que dichos microorganismos se seleccionan de microorganismos infecciosos, y microorganismos patógenos parásitos.
6. 6. Método según la reivindicación 1, en el que dicho material orgánico que comprende partes sólidas y/o líquidas se selecciona de estiércoles y fangos de los mismos, rastrojos, cultivos de ensilado, canales de animales o fracciones de éstas, desechos de mataderos, harinas de carne y huesos, incluyendo cualquier combinación de los mismos.
7. 7. Método según la reivindicación 1, en el que la producción de biogás se mejora adicionalmente cociendo dicho material orgánico a presión con cal antes de que el material orgánico se someta a una etapa de separación de amoniaco en un tanque separador.
8. 8. Método según la reivindicación 7, en el que el material orgánico cocido a presión con cal se fermenta antes de someterlo a una etapa de separación de amoniaco.
9. 9. Método según la reivindicación 1, en el que el material orgánico de origen vegetal se ensila antes de derivarse hacia una etapa de separación de amoniaco.
10. 10. Método según la reivindicación 9, en el que el material orgánico de origen vegetal ensilado se fermenta antes de una etapa de separación de amoniaco.
11. 11. Método según la reivindicación 7, en el que la etapa de separación del amoniaco se realiza añadiendo inicialmente una cantidad de cal al material orgánico para aumentar el valor de pH hasta por encima de 9 a una temperatura superior a 40ºC.
12. 12. Método según la reivindicación 11, en el que el valor de pH es superior a 10.
13. 13. Método según la reivindicación 11, en el que el valor de pH es superior a 11.
14. 14. Método según la reivindicación 11, en el que la temperatura es superior a 50ºC.
15. 15. Método según la reivindicación 11, en el que la temperatura es superior a 60ºC.
16. 16. Método según la reivindicación 11, en el que el tiempo de funcionamiento de la etapa de separación de amoniaco es desde 2 hasta 15 días.
17. 17. Método según la reivindicación 11, en el que el tiempo de funcionamiento de la etapa de separación de amoniaco es desde 4 hasta 10 días.
18. 18. Método según la reivindicación 11, en el que el tiempo de funcionamiento de la etapa de separación de amoniaco es desde 6 hasta 8 días.
19. 19. Método según la reivindicación 7, en el que el nivel de pH es 8-12, la temperatura 70ºC-80ºC, la razón de líquido con respecto a gas es inferior a 1:400, y el tiempo de funcionamiento de la etapa de separación de amoniaco es de aproximadamente 7 días.
20. 20. Método según la reivindicación 11, en el que el material orgánico comprende un máximo de un 50% (p/v) de partes sólidas.
21. 21. Método según la reivindicación 11, en el que el material orgánico comprende un máximo de un 30% (p/v) de partes sólidas.
22. 22. Método según la reivindicación 11, en el que el material orgánico comprende un máximo de un 10% (p/v) de partes sólidas.
23. 23. Método según la reivindicación 11, en el que el amoniaco separado se absorbe en una columna antes de almacenarse en un tanque.
24. 24. Método según la reivindicación 23, en el que la columna comprende agua o una solución ácida.
25. 25. Método según la reivindicación 24, en el que la solución ácida es ácido sulfúrico.
26. 26. Método según cualquiera de las reivindicaciones 23 en el que amoniaco separado mediante cocción a presión con cal se absorbe también en dicha columna ante de almacenarse en un tanque.
27. 27. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la etapa de cocer a presión con cal el material orgánico se realiza a una temperatura de desde 120ºC hasta 220ºC, bajo una presión de 2 a 20 bar, con la adición de suficiente cal para alcanzar un valor de pH de desde 9 hasta 12, y con un tiempo de funcionamiento de la etapa de cocer a presión con cal de desde al menos 1 minuto hasta preferiblemente menos de 60 minutos.
28. 28. Método según la reivindicación 27, en el que la temperatura está en el intervalo de desde 180ºC hasta 200ºC, en el que la presión es de desde 10 bar hasta menos de 16 bar, en el que el nivel de pH es de desde 10 hasta 12, y en el que el tiempo de funcionamiento de la etapa de cocer a presión con cal es de desde 5 minutos hasta 10 minutos.
29. 29. Método según la reivindicación 27, en el que el material orgánico comprende adicionalmente cama profunda o estiércol de ganado vacuno, cerdos y aves.
30. 30. Método según la reivindicación 27, en el que el material orgánico comprende adicionalmente proteínas que constituyen priones de priones de EEB u otros priones, en el que dichos priones de EEB u otros priones se eliminan en la etapa de cocer a presión con cal.
31. 31. Método según la reivindicación 27, en el que el material orgánico comprende adicionalmente paja, fibras o serrín.
32. 32. Método según la reivindicación 27, en el que el material orgánico tiene un contenido en fibras de más de un 10% (p/p).
33. 33. Método según la reivindicación 27, en el que el material orgánico tiene un contenido en hidratos de carbono complejos que comprende celulosa y/o hemicelulosas y/o lignina, de más de un 10% (p/p).
34. 34. Método según la reivindicación 27, en el que se añade CaO en una cantidad de desde 2 hasta 80 g por kg de materia seca.
35. 35. Método según la reivindicación 27, en el que se añade CaO en una cantidad de desde 5 hasta 60 g por kg de materia seca.
36. 36. Método según la reivindicación 27, en el que el material orgánico se macera antes de tratarse en el cocedor de presión con cal.
37. 37. Método según la reivindicación 36, en el que el material orgánico se macera mediante un transportador helicoidal equipado con un macerador que transporta el material orgánico al interior del cocedor de presión con cal en el que se calienta el material orgánico mediante inyección de vapor, o mediante vapor en una capa alrededor del cocedor de cal, o una combinación de ambos.
38. 38. Método según la reivindicación 27, que comprende la etapa adicional de derivar el material orgánico tratado en el cocedor de presión con cal hacia un fermentador para la fermentación mesófila y/o termófila antes de someter al material orgánico a una separación de amoniaco.
39. 39. Método según la reivindicación 38, en el que la fermentación se realiza mediante una población bacteriana.
40. 40. Método según la reivindicación 38, en el que la fermentación es una fermentación anaerobia.
41. 41. Método según la reivindicación 38, en el que el material orgánico de origen animal tiene una cantidad de nitrógeno (N) de más de un 10% (p/v).
42. 42. Método según la reivindicación 38, en el que se lleva a cabo la fermentación a una temperatura de desde 15ºC hasta preferiblemente menos de 65ºC.
43. 43. Método según la reivindicación 38, en el que se lleva a cabo la fermentación a una temperatura de desde 25ºC hasta preferiblemente menos de 55ºC.
44. 44. Método según la reivindicación 38, en el que se lleva a cabo la fermentación a una temperatura de desde 35ºC hasta menos de 45ºC.
45. 45. Método según la reivindicación 38, en el que se lleva a cabo la fermentación durante un periodo de tiempo de desde 5 hasta menos de 15 días.
46. 46. Método según la reivindicación 38, en el que se lleva a cabo la fermentación durante un periodo de tiempo de desde 7 hasta menos de 10 días.
47. 47. Método según la reivindicación 9, en el que el material orgánico que se va a ensilar comprende cultivos forrajeros anuales tales como remolacha, maíz, trébol, y en el que se incluye opcionalmente la parte superior de las plantas.
48. 48. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que se lleva a cabo la producción de biogás en uno o más fermentadores por microorganismos e implica una fermentación anaerobia del material orgánico.
49. 49. Método según la reivindicación 48, en el que los microorganismos son bacterias que producen principalmente metano y una fracción menor de dióxido de carbono cuando se compara con la producción de metano cuando se fermenta el material orgánico.
50. 50. Método según la reivindicación 48, en el que la producción de biogás se lleva a cabo en dos fermentadores mediante la fermentación bacteriana anaerobia del material orgánico, inicialmente mediante la fermentación con bacterias termófilas en un primer fermentador, seguido por la derivación del material orgánico fermentado de manera termófila hacia un segundo fermentador, en el que se lleva a cabo la fermentación con bacterias mesófilas.
51. 51. Método según la reivindicación 50, en el que las condiciones de reacción termófila incluyen una temperatura de reacción que oscila desde 45ºC hasta 75ºC.
52. 52. Método según la reivindicación 50, en el que las condiciones de reacción termófila incluyen una temperatura de reacción que oscila desde 55ºC hasta 60ºC.
53. 53. Método según la reivindicación 50, en el que las condiciones de reacción mesófila incluyen una temperatura de reacción que oscila desde 20ºC hasta 45ºC.
54. 54. Método según la reivindicación 50, en el que las condiciones de reacción mesófila incluyen una temperatura de reacción que oscila desde 30ºC hasta 35ºC.
55. 55. Método según la reivindicación 50, en el que la reacción termófila se lleva a cabo durante de 5 a 15 días.
56. 56. Método según la reivindicación 50, en el que la reacción termófila se lleva a cabo durante de 7 a 10 días.
57. 57. Método según la reivindicación 50, en el que la reacción mesófila se lleva a cabo durante de 5 a 15 días.
58. 58. Método según la reivindicación 50, en el que la reacción mesófila se lleva a cabo durante de 7 a 10 días.
59. 59. Método según la reivindicación 50, en el que se reduce y/o se elimina cualquier posible formación de espuma mediante la adición de polímeros y/o aceites vegetales y/o una o más sales.
60. 60. Método según la reivindicación 59, en el que el aceite vegetal es aceite de colza.
61. 61. Método según la reivindicación 48, en el que se consigue una floculación deseable de sustancias y partículas durante la producción de biogás mediante la adición de iones calcio que pueden formar puentes de calcio entre sustancias orgánicas e inorgánicas en solución o en suspensión, dando como resultado dichos puentes de calcio la formación de "flóculos" de partículas.
62. 62. Método según la reivindicación 61, en el que la adición de iones calcio da como resultado adicionalmente la precipitación de ortofosfatos, incluyendo (PO4^{3-}) disuelto, que se precipita preferiblemente como fosfato de calcio Ca_{3}(PO_{4})_{2}, en el que el fosfato de calcio precipitado permanece preferiblemente suspendido en un fango.
63. 63. Método según la reivindicación 61, en el que el biogás obtenido se deriva hacia un motor de gas que puede producir calor y/o electricidad.
64. 64. Método según la reivindicación 63, en el que dicho calor se usa para calentar el cocedor de presión con cal y/o el fermentador y/o el reactor de separación de amoniaco y/o el uno o más reactor(es) de biogás y/o uno o más alojamiento de animales(s).
65. 65. Método según la reivindicación 63, en el que dicha electricidad se deriva hacia una red comercial para distribuir electricidad.
66. 66. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que los microorganismos incluyen las bacterias Campylobacter, Salmonella, Yersinia, Ascaris, virus y viroides.
67. 67. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende adicionalmente la etapa de producir nitrógeno (N) que comprende fertilizantes a partir del material orgánico, comprendiendo dicha producción las etapas de i) recoger el amoniaco separado del material orgánico en una etapa de separación de amoniaco, ii) absorber dicho amoniaco en agua o una solución ácida que comprende ácido sulfúrico, y iii) obtener el fertilizante de nitró-
    geno.
68. 68. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende adicionalmente la etapa de producir fertilizantes que comprenden fósforo (P) a partir del material orgánico, comprendiendo dicha producción las etapas de i) derivar el fango desde el fermentador de biogás hasta un primer separador, ii) separar el material orgánico fermentado y el material inorgánico en una fracción sólida y una fracción líquida de agua de desecho, iii) obtener una fracción sólida que comprende parte del fósforo como fosfato de calcio (Ca_{3}(PO_{4})_{2}) y fosfatos orgánicos suspendidos inicialmente en el fango, en el que dicha fracción sólida puede utilizarse como un fertilizante de P.
69. 69. Método según la reivindicación 68, en el que el separador es una centrífuga decantadora.
70. 70. Método según la reivindicación 68, en el que la fracción sólida que comprende fósforo se seca para producir un granulado que comprende un fertilizante de P.
71. 71. Método según cualquiera de las reivindicaciones 68 y 69, en el que el agua de desecho que se obtiene de la etapa de separación tiene un contenido en nitrógeno (N) y fósforo (P) inferior al 0,1% (p/v).
72. 72. Método según la reivindicación 71, en el que el agua de desecho se deriva hacia el tanque separador y se reutiliza para separar el amoniaco del material orgánico en el tanque separador.
73. 73. Método según la reivindicación 71, en el que se reutiliza el agua de desecho para limpiar un establo.
74. 74. Método según la reivindicación 71, en el que el agua de desecho está libre de fuentes que pueden extender la zoonosis, virus veterinarios, bacterias infecciosas, parásitos, priones de EEB y otros priones.
75. 75. Método según cualquiera de las reivindicaciones 68 y 69, que comprende la etapa adicional de separar el amoniaco de dicha agua de desecho en un separador de vapor.
76. 76. Método según la reivindicación 75, en el que el amoniaco separado se condensa en un condensador de dos etapas.
77. 77. Método según la reivindicación 76, en el que se condensa amoniaco en una primera etapa en una contracorriente de condensado de amoniaco refrigerado.
78. 78. Método según la reivindicación 77, en el que el amoniaco no condensado en la primera etapa se condensa en una contracorriente de permeado procedente de una etapa de ósmosis inversa usada para extraer potasio (K) del agua de desecho obtenida del método según la reivindicación 69.
79. 79. Método según la reivindicación 75, que comprende la etapa adicional de derivar el amoniaco separado hacia la columna sobre la que se absorbe el amoniaco del primer tanque separador del amoniaco.
80. 80. Método según cualquiera de las reivindicaciones 68 y 69, que comprende la etapa adicional de producir potasio (K) que comprende fertilizantes de materiales orgánicos, comprendiendo dicha producción i) derivar la fracción líquida de agua de desecho que comprende potasio (K) desde la primera etapa de separación hacia una segunda etapa de separación, ii) separar la composición orgánica e inorgánica restante de la fracción líquida y iii) obtener un concentrado líquido que comprende potasio (K), en el que dicho concentrado líquido que comprende K puede utilizarse como un fertilizante de K.
81. 81. Método según la reivindicación 80, en el que la segunda etapa de separación comprende someter la fracción líquida que comprende potasio (K) a través de un microfiltro que funciona con aeración intermitente y filtración del agua de desecho, en el que dicha aeración proporciona la descomposición del material orgánico restante y la sedimentación de los flóculos inorgánicos.
82. 82. Planta para generar biogás a partir de la fermentación anaerobia de material orgánico procesado que comprende partes sólidas y líquidas, comprendiendo dicha planta

    i) un cocedor de presión con cal para hidrolizar el material orgánico,

    ii) un tanque separador para separar el amoniaco de dicho material orgánico cocido a presión con cal, en el que el tanque separador está conectado a una unidad de absorción para absorber y condensar el amoniaco separado,

    iii) un fermentador para fermentar de manera anaerobia dicho material orgánico cocido a presión con cal y con el amoniaco separado,

    en la que dicha fermentación da como resultado la generación de biogás,

    en la que el cocedor de presión con cal y el tanque separador están conectados de modo que el material orgánico cocido a presión con cal pueda derivarse desde el cocedor de presión con cal hacia el tanque separador, y

    en la que el tanque separador y el fermentador de biogás están conectados de modo que el material orgánico cocido a presión con cal y con el amoniaco separado pueda derivarse desde el tanque separador hacia el fermentador de biogás,

    en la que el cocedor de presión con cal y el tanque separador están conectados adicionalmente de modo que el amoniaco separado pueda derivarse desde el cocedor de presión con cal hacia el tanque separador y pueda absorberse en la unidad de absorción.
83. 83. Planta según la reivindicación 82 que comprende adicionalmente un tanque de recepción principal para fangos orgánicos, en la que dicho tanque de recepción principal está conectado al cocedor de presión con cal y al tanque separador, de modo que puedan derivarse fangos orgánicos desde el tanque de recepción principal hacia el cocedor de presión con cal y hacia el tanque separador.
84. 84. Planta según la reivindicación 83 que comprende adicionalmente un tanque de ensilado para almacenar cultivos energéticos.
85. 85. Planta según la reivindicación 83 que comprende adicionalmente un tanque de recogida de fangos para recoger fangos orgánicos, en la que dicho tanque de recogida de fangos está conectado al tanque de recepción principal y en la que dicho tanque de recogida de fangos comprende una bomba para bombear fangos orgánicos desde el tanque de recogida de fangos hasta el tanque de recepción principal para fangos orgánicos.
86. 86. Planta según la reivindicación 85 que comprende adicionalmente un alojamiento de animales para criar animales domésticos, en la que el tanque de recogida de fangos se coloca debajo del suelo del alojamiento de animales y se conecta a dicho alojamiento de animales de modo que el fango pueda derivarse desde el alojamiento de animales hacia el tanque de recogida de fangos mediante gravedad.
87. 87. Planta según la reivindicación 82 que comprende adicionalmente un tanque de mezclado para mezclar el material orgánico cocido a presión con cal y fangos orgánicos del tanque de recepción, en la que dicho tanque de mezclado está conectado a dicho cocedor de presión con cal y dicho material orgánico cocido a presión con cal y dichos fangos orgánicos pueden derivarse hacia el tanque de mezclado desde el cocedor de presión con cal, en la que dicho tanque de mezclado se conecta adicionalmente al tanque separador.
88. 88. Planta según la reivindicación 87 que comprende adicionalmente un dispositivo para añadir cal, en la que dicho dispositivo para añadir cal está conectado mediante un colector al cocedor de presión con cal y al tanque de mezclado de modo que la cal pueda derivarse hacia el cocedor de presión con cal y hacia el tanque de mezclado.
89. 89. Planta según la reivindicación 88 que comprende adicionalmente un macerador para macerar el material orgánico, en la que dicho macerador está conectado al tanque de mezclado y al tanque separador de modo que la mezcla del material orgánico cocido a presión con cal y los fangos orgánicos puedan derivarse desde el tanque de mezclado hacia el tanque separador.
90. 90. Planta según la reivindicación 89 que comprende adicionalmente un tanque de recepción principal para fangos orgánicos, en la que dicho tanque de recepción principal está conectado al cocedor de presión con cal, al tanque separador y al tanque de mezclado de modo que los fangos orgánicos puedan derivarse desde el tanque de recepción principal hacia el cocedor de presión con cal, el tanque separador y el tanque de mezclado.
91. 91. Planta según la reivindicación 90 que comprende adicionalmente un tanque de recogida de fangos para recoger fangos orgánicos, en la que dicho tanque de recogida de fangos está conectado al tanque de recepción principal y en la que dicho tanque de recogida de fangos comprende una bomba para bombear fangos orgánicos desde el tanque de recogida de fangos hasta el tanque de recepción principal para fangos orgánicos.
92. 92. Planta según la reivindicación 91 que comprende adicionalmente un alojamiento de animales para criar animales domésticos, en la que el tanque de recogida de fangos se coloca debajo del suelo del alojamiento de animales y se conecta a dicho alojamiento de animales de modo que los fangos puedan derivarse desde el alojamiento de animales hacia el tanque de recogida de fangos mediante gravedad.
93. 93. Planta según la reivindicación 82 que comprende adicionalmente un dispositivo para añadir cal, en la que dicho dispositivo para añadir cal está conectado al cocedor de presión con cal de modo que la cal pueda derivarse hacia el cocedor de presión con cal.
94. 94. Planta según la reivindicación 82 que comprende adicionalmente un sistema de transporte y homogeneización para transportar y homogeneizar material orgánico sólido, en la que dicho sistema de transporte y homogeneización comprende transportadores helicoidales y un macerador integrado y en la que dicho sistema de transporte y homogeneización está conectado al cocedor de presión con cal se modo que el material orgánico sólido homogeneizado pueda derivarse hacia el cocedor de presión con cal.
95. 95. Planta según la reivindicación 94 que comprende adicionalmente una estación de recepción para recibir material orgánico sólido, en la que la estación de recepción está equipada transportadores helicoidales en el suelo, y en la que la estación de recepción está conectada al cocedor de presión con cal mediante el sistema de transporte y homogeneización de modo que el material orgánico sólido homogeneizado pueda derivarse desde la estación de recepción a través del sistema de transporte y homogeneización hacia el cocedor de presión con cal.
96. 96. Planta según la reivindicación 95 que comprende adicionalmente una instalación de balanza para pesar material orgánico sólido.
97. 97. Planta según la reivindicación 82 que comprende adicionalmente un tanque de ácido sulfúrico para almacenar ácido sulfúrico, en la que dicho tanque de ácido sulfúrico está conectado a la unidad de absorción de amoniaco de modo que el ácido sulfúrico pueda derivarse hacia la unidad de absorción de amoniaco.
98. 98. Planta según la reivindicación 82 que comprende adicionalmente un tanque de almacenamiento para el amoniaco separado para almacenar amoniaco separado en la tanque separador y condensado en la unidad de absorción de amoniaco, en la que dicho tanque de almacenamiento está conectado a la unidad de absorción de amoniaco de modo que el amoniaco condensado pueda derivarse desde la unidad de absorción de amoniaco hacia el tanque de almacenamiento para el amoniaco separado.
99. 99. Planta según la reivindicación 82 que comprende adicionalmente una unidad de filtración de aire para filtrar el aire desde la unidad de absorción de amoniaco, en la que dicha unidad de filtración de aire está conectada a la columna de absorción de amoniaco de modo que el aire de la columna de absorción de amoniaco pueda derivarse hacia la unidad de filtración de aire.
100. 100. Planta según la reivindicación 82 que comprende adicionalmente un tanque de biomasa líquida para almacenar biomasa líquida, en la que dicho tanque de biomasa líquida está conectado al fermentador de biogás y al tanque separador de modo que la biomasa líquida pueda derivarse desde el tanque de biomasa líquida hacia el fermentador de biogás y hacia el tanque separador.
101. 101. Planta según la reivindicación 82 que comprende adicionalmente un tanque para ácido orgánico para ajustar el pH del material orgánico en el fermentador de biogás, en la que dicho tanque para ácidos orgánicos está conectado al fermentador de biogás, de modo que el ácido orgánico pueda derivarse desde el tanque para ácido orgánico hacia el fermentador de biogás.
102. 102. Planta según la reivindicación 82 que comprende adicionalmente un tanque intermedio para añadir PAX, en la que dicho tanque intermedio está conectado al fermentador de biogás de modo que el material orgánico fermentado y desgasificado pueda derivarse desde el fermentador de biogás hacia el tanque intermedio.
103. 103. Planta según la reivindicación 102 que comprende adicionalmente una centrífuga decantadora para separar el material orgánico fermentado y desgasificado en una fracción semisólida que comprende fósforo y una fase acuosa, en la que dicha centrífuga decantadora está conectada al tanque intermedio de modo que material orgánico fermentado y desgasificado intermedio pueda derivarse desde el tanque intermedio hacia la centrífuga decantadora.
104. 104. Planta según la reivindicación 103 que comprende adicionalmente un tanque para recoger la fracción semisólida que comprende fósforo de la centrifugación en decantador, en la que dicho tanque para recoger la fracción semisólida que comprende fósforo está conectado a la centrífuga decantadora de modo que la fracción semisólida que comprende fósforo pueda derivarse desde la centrífuga decantadora hacia el tanque para recoger la fracción semisólida que comprende fósforo.
105. 105. Planta según la reivindicación 103 que comprende adicionalmente un segundo tanque intermedio para separar la fase acuosa de la centrifugación en decantador, en la que dicho segundo tanque intermedio está conectado a la centrífuga decantadora de modo que dicha fase acuosa de la centrifugación en decantador pueda derivarse desde la centrífuga decantadora hacia el segundo tanque intermedio.
106. 106. Planta según la reivindicación 105 que comprende adicionalmente un alojamiento de animales para criar animales domésticos, en la que dicho segundo tanque intermedio está conectado al alojamiento de animales de modo que el agua separada del segundo tanque intermedio pueda derivarse hacia el alojamiento de animales.
107. 107. Planta según la reivindicación 105 y 106, en la que dicho segundo tanque intermedio se conecta al tanque separador, de modo que el agua tamponada del segundo tanque intermedio pueda derivarse hacia el tanque separador.
108. 108. Planta según la reivindicación 105 que comprende adicionalmente un separador de vapor para separar el amoniaco restante de la fase acuosa obtenida de la centrífuga decantadora, en la que dicho separador de vapor está conectado al segundo tanque intermedio de modo que el agua separada del segundo tanque intermedio pueda derivarse hacia el separador de vapor.
109. 109. Planta según la reivindicación 105, en la que dicho separador de vapor está conectado a la unidad de absorción de amoniaco de modo que el amoniaco separado que se separó en dicho separador de vapor pueda derivarse hacia dicha unidad de absorción de amoniaco.
110. 110. Planta según la reivindicación 105 y 108 que comprende adicionalmente un tanque de agua de desecho para recoger agua separada de amoniaco en dicho separador de vapor y para recoger el agua tamponada de dicho segundo tanque intermedio, en la que dicho tanque de agua de desecho se conecta a dicho separador de vapor y a dicho segundo tanque intermedio de modo que el agua de dicho separador de vapor y el agua tamponada de dicho segundo tanque intermedio puedan derivarse hacia el tanque de agua de desecho.
111. 111. Planta según la reivindicación 110 que comprende adicionalmente un alojamiento de animales para criar animales domésticos, en la que dicho tanque de agua de desecho está conectado al alojamiento de animales de modo que el agua de desecho pueda derivarse hacia el alojamiento de animales.
112. 112. Planta según la reivindicación 110 y 111 en la que dicho tanque de agua de desecho se conecta al tanque separador, de modo que el agua de desecho pueda derivarse hacia el tanque separador.
113. 113. Planta según la reivindicación 110 que comprende adicionalmente una unidad de ósmosis inversa para separar el potasio del agua de desecho del tanque de agua de desecho, en la que dicha unidad de ósmosis inversa se conecta a dicho tanque de agua de desecho de modo que el agua de desecho pueda derivarse desde el tanque de agua de desecho hacia la unidad de ósmosis inversa.
114. 114. Planta según la reivindicación 113 que comprende adicionalmente un tanque para recoger solución de K, en la que dicho tanque para recoger la solución de K está conectado a la unidad de ósmosis inversa de modo que el concentrado de potasio de la unidad de ósmosis inversa pueda derivarse hacia el tanque para recoger la solución de K.
115. 115. Planta según la reivindicación 82 que comprende adicionalmente una unidad para condensar agua en dicho biogás generado por la fermentación anaerobia del material orgánico, en la que dicha unidad para condensar agua está conectada al fermentador de biogás de modo que el biogás generado por la fermentación anaerobia en el fermentador pueda derivarse desde el fermentador de biogás hacia la unidad para condensar agua.
116. 116. Planta según la reivindicación 115 que comprende adicionalmente un depósito de gas para almacenar el biogás generado por la fermentación anaerobia del material orgánico, en la que dicho depósito de gas está conectado a la unidad para condensar agua de modo que el biogás pueda derivarse desde la unidad para condensar agua hacia el depósito de gas.
117. 117. Planta según la reivindicación 116 que comprende adicionalmente una unidad de limpieza de gas para limpiar el biogás de cantidades traza de sulfuro de hidrógeno presentes en el biogás producido, en la que dicha unidad de limpieza de gas está conectada al depósito de gas de modo que el biogás pueda derivarse desde el depósito de gas hacia la unidad de limpieza de gas.
118. 118. Planta según la reivindicación 117 que comprende adicionalmente una planta combinada de calor y energía para quemar dicho biogás y producir electricidad y calor, en la que dicha planta combinada de calor y energía se conecta a dicha unidad de limpieza de gas de modo que dicho gas limpiado pueda dirigirse desde dicha unidad de limpieza de gas hacia dicha planta combinada de calor y energía.
119. 119. Planta según la reivindicación 82 que comprende adicionalmente

     iv) un alojamiento de animales para criar animales domésticos, en el que fangos orgánicos puedan derivarse desde el alojamiento de animales hacia el cocedor de presión con cal y/o hacia el tanque separador,

     v) un tanque para recoger amoniaco que se ha separado en el tanque separador, en el que el tanque para recoger amoniaco y el tanque separador están conectados de modo que el amoniaco separado pueda derivarse desde el tanque separador hacia el tanque para recoger amoniaco,

     vi) un tanque de ensilado para contener material orgánico fermentable en forma de ensilado,

     vii) un tanque de fermentación anaerobia previa al tratamiento para la fermentación anaerobia de ensilado para eliminar el biogás del ensilado, en el que el tanque de fermentación anaerobia previa al tratamiento está conectado al tanque de ensilado de modo que ensilado pueda derivarse desde el tanque de ensilado hacia el tanque de fermentación anaerobia previa al tratamiento, y en el que el tanque de fermentación anaerobia previa al tratamiento está conectado adicionalmente al tanque separador de modo que el ensilado fermentado pueda derivarse desde el tanque de fermentación anaerobia previa al tratamiento hacia el tanque separador,

     viii) una centrífuga decantadora para separar partes sólidas y líquidas, en la que la centrífuga decantadora está conectada al fermentador de biogás para fermentar de manera anaerobia dicho material orgánico con el amoniaco separado y cocido a presión con cal de modo que el material orgánico fermentado con el amoniaco separado y cocido a presión con cal pueda derivarse desde el fermentador de biogás hacia la centrífuga decantadora,

     ix) un tanque para recoger una fracción semisólida que comprende más de un 50% (p/p) de fósforo obtenido de la centrifugación en decantador, en el que el tanque de recogida y la centrífuga decantadora están conectados de modo que el fósforo separado pueda derivarse desde la centrífuga decantadora hacia el tanque para recoger una fracción semisólida que comprende fósforo, y

     x) un tanque de agua de desecho para recibir la fracción líquida en forma de agua de desecho que se obtiene de la centrifugación en decantador, en el que el tanque de agua de desecho y la centrífuga decantadora están conectados de modo que el agua de desecho pueda derivarse desde la centrífuga decantadora hacia el tanque de agua de
     desecho.
120. 120. Planta según la reivindicación 119 que comprende adicionalmente un motor alimentado con gas, en la que el motor de gas y el fermentador de biogás están conectados de modo que el biogás pueda derivarse desde el fermentador de biogás hacia el motor alimentado con gas.
121. 121. Planta según la reivindicación 82, en la que la planta comprende adicionalmente

     iv) un alojamiento de animales para criar animales domésticos, en el que el alojamiento de animales comprende a) un sistema de limpieza que usa agua de limpieza para limpiar los canales de fango del alojamiento de animales, b) canales de ventilación, y c) un sistema de transporte para transportar fangos que comprenden material orgánico desde el alojamiento de animales hacia el cocedor de presión con cal y/o hacia el tanque separador de modo que los fangos orgánicos puedan derivarse desde el alojamiento de animales hacia el cocedor de presión con cal y/o hacia el tanque separador,

     v) un tanque de ensilado para generar material vegetal ensilado que comprende cultivos energéticos,

     vi) un tanque de fermentación previa al tratamiento para fermentar el ensilado y/o el material orgánico cocido a presión con cal y/o el material orgánico cocido a presión con cal bajo condiciones mesófilas o termófilas, en el que el tanque de fermentación previa al tratamiento está conectado al tanque de ensilado y al cocedor de presión con cal de modo que ensilado o el material cocido a presión con cal pueda derivarse desde el tanque de ensilado o el cocedor de presión con cal hacia el tanque de fermentación anaerobia previa al tratamiento, y en el que el tanque de fermentación anaerobia previa al tratamiento se conecta adicionalmente al tanque separador de modo que el ensilado fermentado o el material orgánico cocido a presión con cal puedan derivarse desde el tanque de fermentación anaerobia previa al tratamiento hacia el tanque separador,

     vii) una centrífuga decantadora en la que el material orgánico fermentado que resulta de la fermentación anaerobia en la fermentación del biogás se separa en agua de desecho, y una fracción sólida que comprende fósforo (P) que contiene material orgánico e inorgánico, en el que la centrífuga decantadora está conectada al fermentador de biogás para fermentar de manera anaerobia dicho material orgánico con el amoniaco separado y cocido a presión con cal de modo que el material orgánico fermentado con el amoniaco separado y cocido a presión con cal pueda derivarse desde el fermentador de biogás hacia la centrífuga decantadora,

     viii) un microfiltro cerámico para separar los sólidos restantes del agua de desecho que resulta de la centrifugación en decantador, en el que el microfiltro cerámico está conectado a la centrífuga decantadora de modo que el agua de desecho que se obtiene por la centrifugación en decantador pueda derivarse hacia el microfiltro cerámico, y

     ix) un tanque para la recogida del biogás, en el que el tanque está conectado al fermentador de biogás de modo que el biogás que resulta de la fermentación del material orgánico con el amoniaco separado y cocido a presión con cal pueda derivarse desde el fermentador de biogás hacia el tanque de recogida, y en el que dicho tanque para la recogida del biogás se conecta a una salida para la distribución del biogás, o se conecta a un motor de gas.
122. 122. Planta según la reivindicación 82

     y en la que dicha unidad de absorción se conecta a un tanque de ácido sulfúrico de modo que el ácido sulfúrico pueda derivarse hacia la unidad de absorción,

     en la que la unidad de absorción se conecta a un tanque de almacenamiento para el amoniaco separado de modo que el amoniaco condensado pueda derivarse hacia el tanque de almacenamiento para el amoniaco separado y pueda almacenarse en dicho tanque de almacenamiento para el amoniaco separado,

     en la que dicho tanque de almacenamiento para el amoniaco condensado tiene una salida para derivar el amoniaco condensado, y

     en la que dicha unidad de absorción se conecta a dicho tanque separador,

     comprendiendo adicionalmente dicha planta

     un alojamiento de animales para criar animales domésticos,

     un tanque de recogida de fangos para recoger fangos orgánicos del alojamiento de animales,

     en la que el tanque de recogida de fangos se coloca debajo del suelo del alojamiento de animales y se conecta a dicho alojamiento de animales de modo que el fango pueda derivarse desde el alojamiento de animales hacia el tanque de recogida de fangos mediante gravedad, y

     en la que el tanque de recogida de fangos comprende una bomba para bombear fangos orgánicos desde el tanque de recogida de fangos a través de una conexión a

     un tanque de recepción principal para fangos orgánicos,

     en el que dicho tanque de recepción principal está conectado adicionalmente al cocedor de presión con cal, al tanque separador, a un tanque de ensilado para generar material vegetal ensilado que comprende cultivos energéticos, y

     un tanque de mezclado para mezclar el material orgánico cocido a presión con cal y fangos orgánicos,

     en el que dicho tanque de mezclado se conecta a dicho cocedor de presión con cal y dichos material orgánico cocido a presión con cal y fangos orgánicos se derivan hacia el tanque de mezclado desde el cocedor de presión con cal y el tanque de recepción principal,

     en el que el tanque de mezclado se conecta adicionalmente al tanque separador mediante un macerador para macerar el material orgánico de modo que la mezcla del material orgánico cocido a presión con cal y los fangos orgánicos pueda macerarse y derivarse desde el tanque de mezclado hacia el tanque separador,

     en el que el tanque de recepción principal comprende una bomba para bombear fangos orgánicos desde el tanque de recepción principal hacia el cocedor de presión con cal y/o el tanque separador y/o el tanque de mezclado,

     un dispositivo para añadir cal que comprende un colector para añadir cal al cocedor de presión con cal o el tanque de mezclado,

     una instalación de balanza para pesar material orgánico sólido,

     un tanque de ensilado para generar material vegetal ensilado que comprende cultivos energéticos,

     una estación de recepción para recibir material orgánico sólido,

     en la que la estación de recepción está equipada con transportadores helicoidales en el suelo, y

     en la que la estación de recepción está conectada al cocedor de presión con cal mediante

     un sistema de transporte y homogeneización para transportar y homogeneizar el material orgánico sólido desde la estación de recepción hasta el cocedor de presión con cal,

     en la que dicho sistema de transporte y homogeneización comprende transportadores helicoidales y un macerador integrado, un tanque de biomasa líquida para almacenar biomasa líquida, en el que dicho tanque de biomasa líquida está conectado al fermentador de biogás y al tanque separador de modo que la biomasa líquida pueda derivarse desde el tanque de biomasa líquida hacia el fermentador de biogás y desde el tanque de biomasa líquida hacia el tanque separador,

     un tanque para ácido orgánico para ajustar el pH del material orgánico en el fermentador de biogás, en el que dicho tanque para ácido orgánicos está conectado al fermentador de biogás de modo que el ácido orgánico pueda derivarse hacia el fermentador de biogás,

     una centrífuga decantadora para separar el material orgánico fermentado y desgasificado en una fracción semisólida que comprende fósforo y una fase acuosa,

     en la que dicha centrífuga decantadora está conectada al fermentador mediante un tanque intermedio para añadir PAX, de modo que material orgánico fermentado y desgasificado pueda derivarse desde el fermentador de biogás hacia el tanque intermedio y de modo que el material orgánico intermedio pueda derivarse desde el tanque intermedio hacia la centrífuga decantadora,

     en la que dicho tanque intermedio comprende una bomba para derivar dicho material orgánico fermentado y desgasificado desde dicho tanque intermedio hacia dicha centrífuga decantadora,

     en la que dicha centrífuga decantadora se conecta a un tanque para recoger la fracción semisólida que comprende fósforo separada de dicha fase acuosa en la centrífuga decantadora, de modo que la fracción semisólida pueda derivarse hacia dicho tanque para recoger la fracción semisólida que comprende fósforo,

     un depósito de gas para almacenar biogás generado por la fermentación anaerobia del material orgánico,

     en la que dicho depósito de gas se conecta a dicho fermentador de modo que el biogás generado por la fermentación anaerobia en el fermentador pueda derivarse hacia el depósito de gas haciendo pasar

     una unidad para condensar agua en dicho biogás generado por la fermentación anaerobia, en el que dicha unidad para condensar agua está conectada al fermentador de biogás y al depósito de gas de modo que el biogás pueda derivarse desde el fermentador de biogás hacia la unidad para condensar agua y adicionalmente al depósito de gas,

     en la que dicha unidad para condensar agua tiene una salida de modo que el agua condensada del biogás pueda derivarse hacia el exterior de la planta,

     una unidad de limpieza de gas para limpiar el biogás de cantidades traza de sulfuro de hidrógeno presente en el biogás producido antes de quemar dicho biogás,

     en la que dicha unidad de limpieza de gas se conecta a dicho depósito de gas de modo que el biogás pueda derivarse desde dicho depósito de gas hacia dicha unidad de limpieza de gas,

     una planta combinada de calor y energía para quemar dicho biogás,

     en la que dicha planta combinada de calor y energía se conecta a dicha unidad de limpieza de gas de modo que dicho biogás limpiado pueda derivarse desde dicha unidad de limpieza de gas hacia dicha planta combinada de calor y energía,

     en la que dicha planta combinada de calor y energía, quemando dicho biogás produce electricidad que puede derivarse hacia una red comercial de distribución de electricidad, y

     en la que dicho quemado del biogás además produce calor que puede usarse refrigerando dicha planta combinada de calor y energía mediante un circuito de agua y adicionalmente usando dicho calor absorbido en dicho circuito de agua para calentar el cocedor de presión con cal, el tanque separador, el fermentador, y/o el alojamiento de animales,

     un separador de vapor para separar el amoniaco restante de la fase acuosa obtenida de la centrífuga decantadora,

     en el que dicho separador de vapor comprende un intercambiador de calor de agua y vapor que se calienta usando la electricidad y/o el calor producido en dicha planta combinada de calor y energía, y

     en el que dicho separador de vapor se conecta a dicha centrífuga decantadora de modo que dicha fase acuosa que se obtiene de la centrífuga decantadora pueda derivarse hacia dicho separador de vapor, y

     en el que dicho separador de vapor se conecta a la unidad de absorción de modo que dicho amoniaco separado que se ha separado en dicho separador de vapor pueda derivarse hacia dicha unidad de absorción de amoniaco, y

     en el que dicha centrífuga decantadora y dicho separador de vapor están conectados mediante un segundo tanque intermedio,

     en el que dicho segundo tanque intermedio está conectado a la centrífuga decantadora y al separador de vapor de modo que la fase acuosa obtenida en la centrífuga decantadora pueda derivarse desde la centrífuga decantadora hacia el segundo tanque intermedio y de modo que la fase acuosa intermedia pueda derivarse desde el segundo tanque intermedio hacia el separador de vapor,

     en el que dicho segundo tanque intermedio está conectado adicionalmente al tanque separador y al alojamiento de animales de modo que dicha agua tamponada que se obtiene de la centrífuga decantadora pueda derivarse hacia dicho tanque separador y dicho alojamiento de animales,

     un tanque de agua de desecho para recoger agua separada de amoniaco en dicho separador de vapor y para recoger agua desde dicha centrífuga decantadora derivando el agua a través de dicho segundo tanque intermedio,

     en el que dicho tanque de agua de desecho se conecta a dicho separador de vapor de modo que dicha agua separada de amoniaco pueda derivarse desde dicho separador de vapor hacia dicho tanque de agua de desecho, y

     en el que dicho tanque de agua de desecho se conecta a dicho segundo tanque intermedio de modo que dicha fase acuosa intermedia obtenida de la centrífuga decantadora pueda derivarse a través de dicho segundo tanque intermedio hacia dicho tanque de agua de desecho, y

     en el que dicho tanque de agua de desecho se conecta al tanque separador y al alojamiento de animales de modo que el agua de desecho del tanque de agua de desecho pueda derivarse hacia dicho tanque separador y dicho alojamiento de animales,

     una unidad de ósmosis inversa para separar el potasio del agua de desecho del tanque de agua de desecho,

     en la que la unidad de ósmosis inversa comprende a) un microfiltro cerámico y b) un filtro de ósmosis inversa para filtrar el filtrado que se obtiene de la microfiltración cerámica, y en el que la filtración genera un concentrado de potasio,

     en la que dicha unidad de ósmosis inversa se conecta a dicho tanque de agua de desecho de modo que el agua de desecho pueda derivarse desde el tanque de agua de desecho hacia dicha unidad de ósmosis inversa, y

     en la que dicha unidad de ósmosis inversa se conecta a un tanque para recoger la solución de K de modo que el concentrado de potasio de la unidad de ósmosis inversa pueda derivarse hacia dicho tanque para la recogida de la solución de K, y

     en la que dicha unidad de ósmosis inversa tiene una salida para el permeado desde el filtro de ósmosis, de modo que el permeado pueda derivarse hacia el exterior de la planta,

     en la que dicho tanque para recoger la solución de K tiene una salida para dicho concentrado de potasio, de modo que la solución de K pueda derivarse hacia el exterior de la planta.
123. 123. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 82 a 122, en la que el cocedor de presión con cal consiste en dos cámaras similares a tuberías, alargadas, con un tornillo central y en la que las cámaras están montadas la una encima de la otra.
124. 124. Planta según la reivindicación 123, en la que el sistema de transporte y homogeneización para homogeneizar y transportar el material orgánico homogeneizado que comprende partes sólidas al cocedor de presión con cal comprende transportadores helicoidales y un macerador integrado.
125. 125. Planta según la reivindicación 124, en la que un depósito para la adición de cal está conectado a la cámara superior del cocedor de presión con cal, y en el que la cámara inferior del cocedor de presión con cal se conecta a un tanque de mezclado que está también conectado a un tanque de recepción para recibir fangos orgánicos, en el que el tanque de mezclado se usa para mezclar el material orgánico cocido a presión con cal con fangos orgánicos derivados hacia el tanque de mezclado desde el tanque de recepción.
126. 126. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 97 a 115, en la que la unidad de absorción de amoniaco comprende un lavador condensador de dos etapas en el que el amoniaco se condensa inicialmente en una contracorriente de condensado de amoniaco refrigerado, y en el que el gas amoniaco no condensado en la primera etapa de condensación se condensa en una segunda etapa en una contracorriente de agua.
127. 127. Planta según la reivindicación 126, en la que ácido sulfúrico puede añadirse a la contracorriente de agua en la segunda etapa.
128. 128. Planta según la reivindicación 127, en la que el condensado de amoniaco final contiene amoniaco en una concentración de más de un 25% (v/v).
129. 129. Planta según la reivindicación 119 a 121, en la que el tanque de fermentación anaerobia previa al tratamiento es un tanque de fermentación termófila.
130. 130. Planta según la reivindicación 119 a 121, en la que el tanque de fermentación anaerobia previa al tratamiento es un tanque de fermentación mesófila.
131. 131. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 82 a 130, en la que el biogás comprende principalmente metano.
132. 132. Planta según la reivindicación 121 y 122, en el que el microfiltro cerámico separa partículas mayores de 0,01 \mum (micras) del agua de desecho.
133. 133. Planta según las reivindicaciones 121 y 122, en la que un concentrado de potasio se obtiene del agua de desecho usando la energía generada por el motor alimentado con gas para calentar el agua de desecho que resulta de la etapa de centrifugación en decantador, en la que el calentamiento da como resultado un destilado que comprende un concentrado de potasio.
134. 134. Planta según las reivindicaciones 121 y 122, en la que el filtrado se usa para lavar los canales de estiércol del sistema del alojamiento de animales.
135. 135. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 82 a 131, en la que el material orgánico comprende al menos uno de maíz, cultivos energéticos, remolacha, y rastrojos.
136. 136. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 82 a 134, en la que el material orgánico comprende canales de animales o fracciones de las mismas.
137. 137. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 82 a 134, en la que el material orgánico comprende desechos de mataderos.
138. 138. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 82 a 134, en la que el material orgánico comprende harina de carne y huesos.
139. 139. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 82 a 134, en la que el material orgánico comprende plasma sanguíneo.
140. 140. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 82 a 134, en la que el material orgánico comprende material de riesgo y material sin riesgo con respecto a la posible presencia de priones de EEB u otros priones.
141. 141. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 82 a 134, en la que el material orgánico comprende material orgánico de origen animal que tiene una cantidad de nitrógeno (N) de más de un 10% (p/p).
142. 142. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 82 a 134, en la que el material orgánico tiene un contenido en hidratos de carbono complejos que comprende celulosa, y/o hemicelulosas y/o lignina, de más de un 10% (p/p).
143. 143. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 82 a 134, en la que el material orgánico comprende más de un 50% (p/p) de celulosa y/o hemicelulosa y/o lignina por peso en seco de material orgánico.
144. 144. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 82 a 134, en la que el material orgánico comprende estiércoles y fangos de los mismos.
145. 145. Planta según la reivindicación 144, en la que los estiércoles se obtienen de ganado vacuno, cerdos y aves.
146. 146. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 82 a 134, en la que el material orgánico comprende cama profunda.
147. 147. Planta según la reivindicación 82 a 134, en la que el material orgánico comprende cultivos de ensilado.
148. 148. Planta según la reivindicación 82 a 134, en la que el material orgánico comprende remolachas, maíz y trébol.
149. 149. Uso de la planta según cualquiera de las reivindicaciones 82 a 148 para eliminar o reducir la emisión al medio ambiente de polvo, microorganismos, amoniaco, aire contaminado y líquido de un alojamiento de animales.
150. 150. Uso de la planta según cualquiera de las reivindicaciones 82 a 148 para mejorar el uso de la energía que contiene el material orgánico.
151. 151. Uso de la planta según cualquiera de las reivindicaciones 82 a 148 para mejorar la producción de biogás que comprende gas metano.
152. 152. Uso de la planta según cualquiera de las reivindicaciones 82 a 148 para separar fracciones de N (nitrógeno), P (fósforo) y K (potasio) de materiales orgánicos, en la que dichas fracciones pueden usarse como fertilizantes.