KR102351582B1 - 바이오매스로부터의 연료 및 생물비료의 생산 - Google Patents
바이오매스로부터의 연료 및 생물비료의 생산 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102351582B1 KR102351582B1 KR1020157035486A KR20157035486A KR102351582B1 KR 102351582 B1 KR102351582 B1 KR 102351582B1 KR 1020157035486 A KR1020157035486 A KR 1020157035486A KR 20157035486 A KR20157035486 A KR 20157035486A KR 102351582 B1 KR102351582 B1 KR 102351582B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- biofertilizer
- biomass
- soil
- biochar
- cyanobacteria
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 241000192700 Cyanobacteria Species 0.000 claims abstract description 58
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 47
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000001336 diazotrophic effect Effects 0.000 claims abstract description 27
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 118
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 84
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 53
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 47
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 41
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 21
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 20
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 13
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 12
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 claims description 11
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 10
- 241000589151 Azotobacter Species 0.000 claims description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 9
- 241000233866 Fungi Species 0.000 claims description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 5
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 claims description 5
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 claims description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 5
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 claims description 5
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 claims description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 3
- 241000186361 Actinobacteria <class> Species 0.000 claims description 2
- 241000186063 Arthrobacter Species 0.000 claims description 2
- 241001182836 Collema Species 0.000 claims description 2
- 241000187809 Frankia Species 0.000 claims description 2
- 241000028342 Heppia Species 0.000 claims description 2
- 241000232931 Peltigera Species 0.000 claims description 2
- 241000190932 Rhodopseudomonas Species 0.000 claims description 2
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 2
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 2
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims description 2
- OENHQHLEOONYIE-UKMVMLAPSA-N all-trans beta-carotene Natural products CC=1CCCC(C)(C)C=1/C=C/C(/C)=C/C=C/C(/C)=C/C=C/C=C(C)C=CC=C(C)C=CC1=C(C)CCCC1(C)C OENHQHLEOONYIE-UKMVMLAPSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011648 beta-carotene Substances 0.000 claims description 2
- 235000013734 beta-carotene Nutrition 0.000 claims description 2
- TUPZEYHYWIEDIH-WAIFQNFQSA-N beta-carotene Natural products CC(=C/C=C/C=C(C)/C=C/C=C(C)/C=C/C1=C(C)CCCC1(C)C)C=CC=C(/C)C=CC2=CCCCC2(C)C TUPZEYHYWIEDIH-WAIFQNFQSA-N 0.000 claims description 2
- 229960002747 betacarotene Drugs 0.000 claims description 2
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 claims description 2
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 2
- OENHQHLEOONYIE-JLTXGRSLSA-N β-Carotene Chemical compound CC=1CCCC(C)(C)C=1\C=C\C(\C)=C\C=C\C(\C)=C\C=C\C=C(/C)\C=C\C=C(/C)\C=C\C1=C(C)CCCC1(C)C OENHQHLEOONYIE-JLTXGRSLSA-N 0.000 claims description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 241000039896 Fulgensia Species 0.000 claims 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims 2
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 claims 1
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 claims 1
- 241001279371 Frankiaceae Species 0.000 claims 1
- 241001508576 Glomerales Species 0.000 claims 1
- 241000157653 Psora Species 0.000 claims 1
- 241000191025 Rhodobacter Species 0.000 claims 1
- 241001185316 Rhodospirillales Species 0.000 claims 1
- HVUMOYIDDBPOLL-XWVZOOPGSA-N Sorbitan monostearate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O HVUMOYIDDBPOLL-XWVZOOPGSA-N 0.000 claims 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims 1
- 239000004746 geotextile Substances 0.000 claims 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims 1
- 239000001587 sorbitan monostearate Substances 0.000 claims 1
- 229940035048 sorbitan monostearate Drugs 0.000 claims 1
- 235000011076 sorbitan monostearate Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 claims 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 claims 1
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 abstract description 54
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 25
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 25
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 20
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 abstract description 7
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 abstract description 7
- 238000005067 remediation Methods 0.000 abstract description 5
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 abstract description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 95
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 47
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 46
- 230000008569 process Effects 0.000 description 41
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 23
- 239000000047 product Substances 0.000 description 23
- 241001532704 Azolla Species 0.000 description 22
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 21
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 20
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 19
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 16
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 15
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 15
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 13
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 13
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 12
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 12
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 12
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 11
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 11
- 241000589180 Rhizobium Species 0.000 description 10
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 10
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 10
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 9
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 9
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 8
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N calcium;phosphoric acid Chemical compound [Ca+2].OP(O)(O)=O.OP(O)(O)=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 7
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 7
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 7
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 7
- 239000002426 superphosphate Substances 0.000 description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 6
- 241000592342 Tracheophyta Species 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 6
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 6
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 6
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 5
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 5
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 5
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 4
- 238000009631 Broth culture Methods 0.000 description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 4
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 4
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 4
- 210000001990 heterocyst Anatomy 0.000 description 4
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 4
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 4
- DHRLEVQXOMLTIM-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;trioxomolybdenum Chemical compound O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.OP(O)(O)=O DHRLEVQXOMLTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 4
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012075 bio-oil Substances 0.000 description 3
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 3
- DUEPRVBVGDRKAG-UHFFFAOYSA-N carbofuran Chemical compound CNC(=O)OC1=CC=CC2=C1OC(C)(C)C2 DUEPRVBVGDRKAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012018 catalyst precursor Substances 0.000 description 3
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 3
- IQFVPQOLBLOTPF-HKXUKFGYSA-L congo red Chemical compound [Na+].[Na+].C1=CC=CC2=C(N)C(/N=N/C3=CC=C(C=C3)C3=CC=C(C=C3)/N=N/C3=C(C4=CC=CC=C4C(=C3)S([O-])(=O)=O)N)=CC(S([O-])(=O)=O)=C21 IQFVPQOLBLOTPF-HKXUKFGYSA-L 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 3
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 3
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 3
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 3
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 3
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 3
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 3
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 description 3
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 3
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 3
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 3
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 3
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000264662 Microcoleus vaginatus Species 0.000 description 2
- 108010020943 Nitrogenase Proteins 0.000 description 2
- 241000192497 Oscillatoria Species 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000192608 Phormidium Species 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 206010039509 Scab Diseases 0.000 description 2
- 241000192120 Scytonema Species 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 239000008162 cooking oil Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000012272 crop production Methods 0.000 description 2
- 230000034994 death Effects 0.000 description 2
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 125000000664 diazo group Chemical group [N-]=[N+]=[*] 0.000 description 2
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 235000019387 fatty acid methyl ester Nutrition 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 2
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 2
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 2
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 2
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 2
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000007226 seed germination Effects 0.000 description 2
- 230000009919 sequestration Effects 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000001991 steam methane reforming Methods 0.000 description 2
- 239000000021 stimulant Substances 0.000 description 2
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000003971 tillage Methods 0.000 description 2
- HDTRYLNUVZCQOY-UHFFFAOYSA-N α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(O)C(O)C(O)C(CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMNDYUVBFMFKNZ-UHFFFAOYSA-N 2-furoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CO1 SMNDYUVBFMFKNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000192542 Anabaena Species 0.000 description 1
- 241000208843 Arctium Species 0.000 description 1
- 235000003130 Arctium lappa Nutrition 0.000 description 1
- 235000008078 Arctium minus Nutrition 0.000 description 1
- 241000589941 Azospirillum Species 0.000 description 1
- 101100495270 Caenorhabditis elegans cdc-26 gene Proteins 0.000 description 1
- 241000192685 Calothrix Species 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOATXPAWOHTVSZ-UHFFFAOYSA-N Celiprolol Chemical compound CCN(CC)C(=O)NC1=CC=C(OCC(O)CNC(C)(C)C)C(C(C)=O)=C1 JOATXPAWOHTVSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000195585 Chlamydomonas Species 0.000 description 1
- 241000195628 Chlorophyta Species 0.000 description 1
- 241001219477 Chroococcus Species 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 241000983932 Cyanobium parvum Species 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 241001466505 Fragilaria Species 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 241000425067 Leptogium Species 0.000 description 1
- 241000894731 Lobaria Species 0.000 description 1
- 241000179980 Microcoleus Species 0.000 description 1
- 241000187708 Micromonospora Species 0.000 description 1
- 229920000715 Mucilage Polymers 0.000 description 1
- 241000244206 Nematoda Species 0.000 description 1
- 241000187654 Nocardia Species 0.000 description 1
- XOJVVFBFDXDTEG-UHFFFAOYSA-N Norphytane Natural products CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C XOJVVFBFDXDTEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000192656 Nostoc Species 0.000 description 1
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 1
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 1
- 241000949589 Phormidium willei Species 0.000 description 1
- 108010081996 Photosystem I Protein Complex Proteins 0.000 description 1
- 108010060806 Photosystem II Protein Complex Proteins 0.000 description 1
- 241000192665 Plectonema Species 0.000 description 1
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 241001575211 Rivularia <snail> Species 0.000 description 1
- 241000143481 Salvinia natans Species 0.000 description 1
- 241000195663 Scenedesmus Species 0.000 description 1
- 241000970913 Schizothrix Species 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- 241000243446 Stigonema Species 0.000 description 1
- 241000187747 Streptomyces Species 0.000 description 1
- 241001185310 Symbiotes <prokaryote> Species 0.000 description 1
- 241001512067 Symploca Species 0.000 description 1
- 241000192584 Synechocystis Species 0.000 description 1
- 241000157473 Tolypothrix Species 0.000 description 1
- 241000736687 Trebouxia Species 0.000 description 1
- HDTRYLNUVZCQOY-WSWWMNSNSA-N Trehalose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-WSWWMNSNSA-N 0.000 description 1
- 241000192540 Trichormus azollae Species 0.000 description 1
- 241000530641 Tychonema Species 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 230000005791 algae growth Effects 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- HDTRYLNUVZCQOY-LIZSDCNHSA-N alpha,alpha-trehalose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-LIZSDCNHSA-N 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 1
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000003124 biologic agent Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 229960002320 celiprolol Drugs 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009300 dissolved air flotation Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001973 epigenetic effect Effects 0.000 description 1
- 235000020774 essential nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000013020 final formulation Substances 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000011361 granulated particle Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 235000021374 legumes Nutrition 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009629 microbiological culture Methods 0.000 description 1
- 239000011785 micronutrient Substances 0.000 description 1
- 235000013369 micronutrients Nutrition 0.000 description 1
- 229940057059 monascus purpureus Drugs 0.000 description 1
- 238000009343 monoculture Methods 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 235000020939 nutritional additive Nutrition 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004181 pedogenesis Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 238000005325 percolation Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- PZDFRGGOXGETNN-UHFFFAOYSA-N phosphane;potassium Chemical compound P.[K] PZDFRGGOXGETNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006069 physical mixture Substances 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 description 1
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 230000035040 seed growth Effects 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000000000 soil microbiome Species 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000003206 sterilizing agent Substances 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F11/00—Other organic fertilisers
- C05F11/08—Organic fertilisers containing added bacterial cultures, mycelia or the like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05B—PHOSPHATIC FERTILISERS
- C05B17/00—Other phosphatic fertilisers, e.g. soft rock phosphates, bone meal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
- C05D1/00—Fertilisers containing potassium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F11/00—Other organic fertilisers
- C05F11/02—Other organic fertilisers from peat, brown coal, and similar vegetable deposits
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
- C05G3/00—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
- C05G3/80—Soil conditioners
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B19/00—Heating of coke ovens by electrical means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
- C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/002—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal in combination with oil conversion- or refining processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/06—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by destructive hydrogenation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/06—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by destructive hydrogenation
- C10G1/065—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by destructive hydrogenation in the presence of a solvent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/08—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal with moving catalysts
- C10G1/083—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal with moving catalysts in the presence of a solvent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/08—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal with moving catalysts
- C10G1/086—Characterised by the catalyst used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/12—Unicellular algae; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1011—Biomass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/02—Gasoline
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/04—Diesel oil
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/08—Jet fuel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
- Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
- Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
- Y02T50/678—Aviation using fuels of non-fossil origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Virology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Botany (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Fertilizers (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Coke Industry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
바이오매스를 액체 연료로 전환시키기 위한 낮은 GHG 풋프린트(footprint)를 갖는 IBTL 시스템으로서, 바이오매스 공급물이 직접 액화에 의해 액체로 전환되고, 액체가 고급 연료를 생산하도록 개선된다. 직접 액화로부터의 바이오매스 잔여물, 및 선택적으로 추가의 바이오매스는 열분해되어 구조화된 바이오차르, 액화 및 개선을 위한 수소, 및 광생물반응기(PBR)에서 남조류(시아노박테리아)를 포함하는 조류로의 전환을 위한 CO2를 생성시킨다. 생산된 조류 및 디아조영양 미생물은 구조화된 바이오차르를 또한 함유하는 생물비료를 생산하는데 사용된다. 구조화된 바이오차르는 PBR에서 조류를 위한 핵생성제로서, 직접 액화를 위한 바이오매스 공급물로부터 또는 이에 의해 생성된 액체로부터 무기물을 흡수하는 흡수제로서, 및 생물비료에서 수분 보유제로서 작용한다.
Description
본 발명은 CO2 및 무기 배출물을 CO2를 사용함으로써 실질적으로 감소시키거나 제거하여 조류(algae)를 생산하기 위한, 통합된 바이오매스 액화 공정(integrated biomass to liquids process), 및 특이적으로 제형화된 생물비료를 생산하기 위한, 다른 액화 부산물과 함께 남조류와 디아조영양 미생물(diazotrophic microorganism)의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한 종래 기술로 가능한 것보다 더 효과적인 생물비료 제형, 및 토양의 화학적 활성 탄소와 질소 함량을 동시에 제어가능하게 증가시키는 방법에 관한 것이다.
석유 비용 및 미래의 부족에 관한 우려의 증가로 인해 유용한 연료 및 화학 제품의 생산을 위한 바이오매스와 같은 다른 탄소질 에너지 자원에 대한 관심이 증가되었다. 바이오매스는, 에너지 독립을 보장하고 동시에 관련 공정의 전체 GHG 풋프린트(footprint)를 감소시키기 위한 국내 자원의 사용에 대한 포괄적인 에너지 전략의 중요한 성분이다. 그러한 물질을 가솔린, 디젤 연료, 항공 연료 및 난방유를 포함한 액체 및 기체 연료 제품으로, 및 일부 경우에, 다른 제품, 예컨대, 윤활유, 화학물질 및 합성 비료로 전환시키기 위해서 다양한 공정들이 제안되어 왔다.
이러한 방법들의 광범위한 이용을 방해하는 다수의 문제점들로는 전통적인 기술의 상대적으로 낮은 열 효율 및 유익한 효과를 위한 다양한 공정 부산물, 예컨대, CO2, 차르(char) 및 폐무기물의 이용불가능성이 포함된다. 대략 1:1 내지 최대 약 2:1의 수소 대 탄소(H/C) 비를 지니는 바이오매스의 모든 또는 선택된 부분의 약 2:1을 초과하는 H/C 비를 지니는 연료와 같은 탄화수소 생성물로의 전환은 바이오매스 중의 탄소가 절반까지 CO2로 전환되어 대기로 빠져나가고, 이에 의해서 폐기되게 한다. 추가로, 지금까지 바이오매스의 유용한 생성물로의 전환에서 다량의 온실가스(GHG), 특히 CO2 형태의 온실가스가 폐기물로서 대기로 방출된 사실로 인해, 환경적 관점에서 다수가 바이오매스 액화(BTL) 공정을 탐구하게 되었다.
이산화탄소를 지층 내로 재주입함으로써 이산화탄소를 포집하고 격리함으로써 GHG 문제를 적어도 일부 해결하는 것이 제안되었다. 그러한 처리 방식은 비용이 많이 들고, 공정 에너지 효율을 추가로 저하시키고, 전환 설비의 부근 어딘가에 적절한 지층의 이용가능성이 필요하고, 이산화탄소의 대기로의 추후 배출이 우려되며, 이산화탄소 중의 탄소 함량의 에너지 포텐셜이 낭비된다는 단점을 지닌다.
바이오매스와 같은 탄소질 물질을 액화시키기 위해서 직접적 열분해 방법이 개발되었지만, 이 또한 제한되거나 가치가 없는 차르 및 무기물과 같은 원치 않는 부산물을 발생시킨다. 더욱이, 이러한 제안된 처리 방식들 중 어느 것도 이들이 경제적으로 그리고 환경적으로 매력적으로 되는데 필요한 열 효율, 저비용 및 실질적으로 감소된 GHG 방출의 조합을 달성하지 못한다. CO2, 탄소 및 무기 부산물의 효율적인 사용과 함께 이산화탄소 방출이 감소되는 경제적인 바이오매스 액체 전환 공정에 대한 중요한 필요성이 여전히 남아있다.
본 발명의 한 가지 양태에 따르면, 액체, 예컨대, 고급 연료와 화학적 공급원료 둘 모두를 생산하기 위한 매우 효율적인 통합된 바이오매스 액화(IBTL) 공정 방법, 및 통합된 공정의 탄소 풋프린트를 실질적으로 감소시키거나, 심지어 제거하는 신규한 자가-증식 생물비료가 개발되었다. 통합된 공정은 하기 4가지 주요 단계들을 포함한다:
1 - 수소화처리(hydroprocessing)에 의해 바이오매스 공급물의 전부 또는 일부를 직접 액화시키는 단계;
2 - 액화 단계로부터의 바이오매스 잔여물, 및, 선택적으로, 바이오매스 공급물의 일부를 열분해시킴으로써 구조화된 바이오차르 및 수소를 생성시키는 단계;
3 - 상기 액체들을 연료 및/또는 화학적 공급원료를 생산하도록 개선하는 단계; 및
4 - 공정으로부터 생성된 CO2를 이용하여 조류 기반 생물비료를 생산하는 단계.
본 발명의 중요한 양태에 따르면, 열분해 동안 생성된 구조화된 바이오차르는 조류의 생산을 용이하게 하기 위한 핵생성제(nucleation agent)로서, 액화 전의 바이오매스 공급원료로부터 또는 액화의 액체 생성물로부터 무기물, 예컨대, 인, 칼륨 및 그 밖의 금속을 추출하기 위한 흡수제로서, 및/또는 본 발명의 생물비료의 담체 성분으로서 사용된다. 본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 열분해 조건은 생산된 생물비료에서 조류 핵생성제, 흡수제로서, 또는 수분 보유제로서 이의 유용성을 실질적으로 최적화시키는 제어된 기공 크기를 지니는 바이오차르를 생성시키도록 제어된다. 생물비료에서 흡수제로서 사용된 바이오차르의 도입은 유익한 미네랄 구성성분, 예컨대, 인 및 칼륨을 생물비료에 첨가한다는 상당한 이점을 지닌다. 그 밖의 공급원으로부터의 추가의 유익한 구성성분이 또한 생물비료의 일부로서 사용되는 바이오차르에 흡수될 수 있다. 흡수제로서의 바이오차르의 사용은, 바이오차르의 기공 크기가 물 또는 다른 유익한 구성성분이 대략적으로 제어되는 속도로 토양에 방출되고, 이에 의해서 "시간제어 방출" 기능을 제공하도록 제어될 수 있다는 추가의 이점을 지닌다.
바이오매스 공급원료는 종자 작물, 식용 작물 생산에서의 부산물, 농작, 식품 생산, 조리용 기름, 지자체 사업, 또는 그 밖의 통상적인 공급원으로부터의 폐기물, 및/또는 조류로부터 얻어질 수 있다. 수소화처리 및/또는 개선 단계에 필요한 수소의 전부 또는 일부는 열분해 동안, 또는, 대안적으로 또 다른 공급원으로부터 생성된 수소에 의해 공급될 수 있다.
공정으로부터 생성된 CO2의 조류 및 특히 남조류(시아노박테리아)로의 전환은 바람직하게는 폐쇄형 광생물반응기(PBR)에서 수행되지만, 개방형 PBR이 또한 사용될 수 있다. 생산된 조류 중 일부는 바이오매스의 일부로서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 조류의 전부 또는 대부분이 본 발명의 생물비료를 생산하는데 사용된다.
바람직하게는, 본 발명의 생물비료는 또한 조류 생산용 PBR로부터 바람직하게는 개별적으로 생산되는 질소 고정 및/또는 인산 용해 디아조영양 유기체, 예컨대, 리조비움(Rhizobium), 아조토박터(Azotobacter) 및 아조스피릴리움(Azospirillum)을 포함한다. 생물비료 중의 그러한 디아조영양 유기체의 농도 및 조성은 생물비료가 적용될 토양의 조성 및 특정 적용에 요망되는 양의 질소 고정을 제공하도록 그 안에서 성장될 특정 작물에 기초하여 선택되었다.
조류-기반 생물비료, 특히 남조류(시아노박테리아)가 토양에 접종된 후, 조류 및 디아조영양 미생물은 토양에 원래 적용되는 것보다 훨씬 더 높은 농도로 햇빛, 질소 및 대기로부터의 CO2를 이용한 자연 번식을 통해 토양을 되살리고, 이에 의해서 생활주기 기준으로 전체 IBTL 공정의 CO2 풋프린트가 실질적으로 감소되거나 심지어 제거되고, 식물 성장을 위한 토양의 비옥도가 실질적으로 증가된다.
본 발명의 생물비료는 바람직하게는 생물비료가 적용될 토양 또는 토양 유형에 이미 존재하거나, 그러한 이미 존재하는 것과 유사한 시아노박테리아를 포함한 미생물 집단으로부터 배양되는 토양 접종제를 포함한다. 생물비료의 토양 적용률은 토양 유형 및 토양 수분에 좌우하여 제곱 미터당 1 그램 내지 제곱 미터당 25 그램 초과의 범위일 수 있다. 이는 토양(육지) 탄소 격리에 대한 고도의 지렛대 효과를 제공하고, 토양의 비옥도를 크게 증가시킨다. BT L 공정에서 생성되는 1톤의 CO2로 시작해서, 본 발명의 생물비료의 사용은, 생활주기 기준으로, 대기로부터 제거되고 처리된 토양에서 격리되는 수십 톤의 추가적인 CO2를 생성시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 추가의 양태에 따르면, 조류를 생산하기 위한 광합성을 공급하는 이용가능한 주위 햇빛이 충분하지 않은 흐린 날 또는 밤과 같은 시간 동안, 본 발명의 IBTL 공정에 의해 생성되는 CO2는, 예를 들어, CO2를 액화시킴으로써 또는 남조류를 생산하는데 사용되는 PBR의 일부이거나 이에 인접할 수 있는 블라더(bladder)에서 압력 하에 CO2를 저장함으로써 햇빛이 이용가능할 때까지 저장될 수 있다. 대안적으로, 조류의 생산성을 유지하기 위하여 햇빛이 비치지 않는 시간 동안 PBR의 함유물을 조명하는 것이 또한 가능하다.
전체 효율 및 경제적인 매력에 실질적으로 기여하는 본 발명의 IBTL 공정 및 시스템에 있어서 중요하고 유리한 상승효과는, 열분해 및 액화 동안 생성된 CO2 스트림이 고도로 농축되고 조류를 생산하는데 이상적인 공급물이며, 개선 단계에서 본질적으로 생성되는 NH3가 조류 생산 단계에서 중요한 영양소라는 사실들을 포함한다. 액화 단계에서 미분된 몰리브덴 촉매가 사용되는 경우에, 몰리브덴 촉매는 인몰리브덴산(PMA) 전구체로부터 동일 반응계로 제조될 수 있다. 유리하게는, 인이 PMA 촉매 전구체로부터 분리되고, 조류 생산에서 영양소로서 사용될 수 있다. 또한, 조류의 생산에서 생성되는 산소가 열분해 시스템에 공급될 수 있다.
다중의, 그렇지 않으면 실질적으로 쓸모없는 반응 부산물, 예컨대, 차르 및 무기물을 유익하게 도입하는 조류-기반 생물비료를 제조하기 위해 공정으로부터 생성된 CO2의 사용을 최대화시키는 본 발명의 통합된 바이오매스 액화 공정의 이점에 더하여, 그러한 제형화된 생물비료의 자가-증식 성질은 매우 많은 추가량의 대기 중 CO2를 육지로 격리시키고, 이는 본 발명의 공정의 전체 탄소 격리 포텐셜을 크게 증대시킨다.
도 1은 본 발명에 따른 조류로부터의 비료 생산과 통합된 바이오매스 액화 시스템의 일 구현예의 단순화된 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 구현예에서 사용하기에 적합한 바이오매스 전환 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 구현예에서 사용하기에 적합한 바이오매스 전환 시스템의 개략도이다.
구현예들의 상세한 설명
이제 도면 중 도 1을 참조하면, 바이오매스가 액화 시스템(101)에서 액체로 전환되고, 액화 단계로부터의 바이오매스 잔여물 및/또는 다른 탄소 함유 공정 폐기물 및 선택적으로 추가의 바이오매스가 열분해 시스템(103)에서 열분해되어 구조화된 바이오차르, 수소, 바이오 오일, 및 선택적으로 간접 액화 공정, 예컨대, 피셔-트롭슈 합성(Fischer Tropsch synthesis) 또는 메탄올 합성을 위한 합성가스(미도시)를 생성시키는, 본 발명의 통합된 바이오매스 액화(IBTL) 공정 및 시스템의 바람직한 구현예가 도시되어 있다. 바이오매스 공급원료는 종자 작물, 식용 작물 생산에서의 부산물, 농작, 식품 생산, 조리용 기름, 지자체 사업, 또는 그 밖의 통상적인 공급원으로부터의 폐기물, 및/또는 조류로부터 얻어질 수 있다. 물 또는 산소 보조-공급물(co-feed)로 작동되는 경우에 열분해 시스템(103), 또는 통합된 IBTL 공정의 수소 생산 시스템이 또한 다량의 농축된 순수한 CO2를 발생시키고, 이러한 CO2는, 바람직하게는 광합성을 통해 조류, 및 특히, 시아노박테리아(남조류)를 생산하는 하나 이상의 폐쇄형 광생물반응기(PBR)를 포함하는 조류 생산 시스템(105)에 공급된다.
액화 시스템(101)으로의 바이오매스 공급물은 (a) 미가공 바이오매스, 바람직하게는 대부분의 H2O가 제거된 미가공 바이오매스, (b) 열분해 시스템(103)에 공급되는 미가공 바이오매스로부터 추출된 트리글리세라이드와 트리글리세라이드 추출 후의 바이오매스 잔여물, 또는 (c) 트리글리세라이드를 에스테르교환시킴으로써 생성된 지방산 메틸 에스테르일 수 있다. 공급물의 특정 성질은 액화 단계에서 요망되는 탄화수소 생성을 달성하는데 필요한 수소의 전체 화학량론적 부피를 결정할 것이다.
먼저 지질을 추출하고 추가로 지질을 지방산 메틸 에스테르로 전환시킴으로써 액화 전에 바이오매스 공급물의 원치 않는 성분들을 제거하는 것은, 액화 공정 동안 H2를 덜 사용하게 하고, 생성물 선택성의 보다 우수한 제어를 달성할 수 있다는 이점을 지닌다. 바람직하게는, 바이오매스 공급물 중의 무기물, 예컨대, 칼륨 인 및 그 밖의 금속은 또한 열분해 시스템(103)에 의해 생성되는 것과 같은 바이오차르의 층에 의한 흡수에 의해 액화 전의 공급물로부터, 또는 액체 생성물로부터 제거된다.
생산된 남조류는 본 발명의 생물비료 조성물의 주성분이다. 바람직하게는, 질소 고정 디아조영양 유기체는 또한 생물비료 조성물의 구성성분이다. 생산된 조류의 일부는 선택적으로 액화 시스템(101) 및/또는 열분해 시스템(103)에 추가의 공급물로서 사용될 수 있다.
열분해 시스템(103)에서 생성된 구조화된 바이오차르는 PBR 시스템(105)에서 조류의 생산을 위한 핵생성 부위를 제공하기 위해, 액화 시스템(101)에서 생성된 액체 또는 바이오매스 공급물로부터의 인, 칼륨 및 그 밖의 금속을 제거하는 흡수제로서, 그리고 본 발명의 생물비료의 성분으로서 사용되며, 여기서 바이오차르에서 흡수된 무기물 및 그 밖의 흡수된 물질은 생물비료에 유익한 특성을 주는 영양분으로서 작용한다. 구조화된 바이오차르는, 바이오차르에서 생성된 기공 구조가 대략적으로 제어되는 기공 직경 및 길이를 지니도록 이의 매크로 및 마이크로 기공 구조의 상당 정도의 제어를 가능하게 하는 마이크로파 열분해와 같은 방법에 의해 생성된 바이오차르를 의미한다.
액화 시스템(101)에서 생성된 액체 및 열분해 시스템(103)으로부터의 바이오 오일은 생성물 분리 및 개선 시스템(107)으로 공급되고, 생성물 분리 및 개선 시스템(107)에서 이들은 고급 연료, 예컨대, 가솔린, 디젤 및 제트 연료, 및/또는 화학적 공급원료를 생산하도록 개선된다. 개선 시스템(107)은 또한 NH3를 생성시키는데, 이러한 NH3는 조류 생산 시스템(105)에 영양분으로서 공급된다. 액화 시스템이 몰리브덴 촉매의 사용을 포함하는 경우에, PMA 촉매 전구체로부터 인이 또한 회수될 수 있다. 선택적으로, 액화 및 개선 단계를 위한 추가의 수소, 및 간접 액화를 위한 합성가스를 생성시키기 위해, 대체물로서, 추가의 천연 가스 공급물이 증기 메탄 개질(SMR)에 의해 반응될 수 있다.
액화 공정에 유용한 촉매는 개시 내용이 전부 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 제4,077,867호, 제4,196,072호 및 제4,561,964호에 개시된 촉매들을 또한 포함한다. 본 발명의 시스템에서 사용하기에 적합한 열분해 공정 및 반응기 시스템은 개시 내용이 전부 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 출원 공개 제US2012/0237994호 및 제US2008/02647771호에 개시되어 있다.
본 발명에 따라 바이오매스의 액화를 수행하기에 적합한 반응기 시스템의 예시적인 구현예는 도면 중 도 2에 도시되어 있다. 바이오매스 공급물은 통상적인 가스 스웹트 롤러 밀(gas swept roller mill: 201)에서 1 내지 4%의 수분 함량으로 건조되고 파쇄된다. 파쇄되고 건조된 바이오매스는 혼합 탱크(203)로 공급되고, 혼합 탱크(203)에서 이는 선택적으로 담체 용매 함유 재순환된 중질분 및 선택적으로 액화 촉매 전구체와 혼합되어 슬러리 스트림을 형성시킨다.
전형적인 작동 온도는 250 내지 600℉, 더욱 바람직하게는 300 내지 450℉의 범위이다. 슬러리 혼합 탱크로부터 슬러리는 슬러리 펌프(205)로 전달된다. 적절한 혼합 조건의 선택은 처리되는 특정 슬러리 배합물의 유동학적 특성을 정량화하는 실험 작업을 기초로 한다.
슬러리는 약 300 내지 500℉(139 내지 260℃)에서 혼합 탱크(203)로부터 배출된다. 바이오매스에서 대부분의 수분은 혼합 탱크에 공급되는 고온의 재순환 용매(650/1000℉ 또는 353/538℃) 및 중질분으로 인해 혼합 탱크에서 빠져나간다. 그러한 수분 및 혼입된 어떠한 휘발성 물질은 산성수(도 2에는 미도시)로 응축된다. 혼합 탱크(203)에서 배출되는 슬러리 중의 바이오매스는 약 0.1 내지 1.0%의 수분을 지닌다. 바이오매스 슬러리는 혼합 탱크(203)로부터 펌핑되고, 압력은 슬러리 펌핑 시스템(205)에 의해 요망되는 수준으로 상승된다. 생성된 고압 슬러리는 열 교환기(미도시)에서 예열되고, 선택적으로 수소와 혼합되며, 이후 노(furnace: 207)에서 추가로 가열된다.
바이오매스 슬러리(및 임의의 수소 혼합물)는 약 600 내지 700℉(343℃) 및 2,000 내지 3,000 psig(138 내지 206 kg/cm2 g)에서 직렬-연결된 액화 반응기(209, 211 및 213)의 첫 번째 스테이지의 유입구로 공급된다. 반응기(209, 211 및 213)는 상향류 관형 용기이고, 세 개의 반응기의 전체 길이는 50 내지 150 피트이다. 온도는 다양한 발열 반응의 결과로 하나의 반응기 스테이지에서부터 그 다음 스테이지까지 상승된다. 각각의 스테이지에서 최대 온도를 약 850 내지 900℉(454 내지 482℃) 아래로 유지시키기 위하여, 추가의 수소가 바람직하게는 반응기 스테이지들 사이에 주입된다. 각각의 스테이지에서 수소의 부분 압력은 바람직하게는 최소 약 1,000 내지 2,000 psig(69 내지 138 kg/cm2 g)로 유지된다.
액화 반응기의 마지막 스테이지로부터의 유출물은 분리 및 냉각 시스템(215)에서 기체 스트림 및 액체/고체 스트림, 및 압력이 하강된 액체/고체 스트림으로 분리된다. 기체 스트림은 냉각되어 나프타, 증류액, 및 용매의 액체 증기를 응축시킨다. 이후, 남아 있는 기체는 H2S 및 CO2를 제거하도록 처리된다.
그 후에, 처리된 가스의 대부분은 내부에 함유된 수소를 회수하는 통상적인 수단에 의한 추가 처리를 위해 수소 회수 시스템(217)으로 보내지고, 이는 이후 재순환되어 바이오매스 슬러리와 혼합된다. 남아 있는 처리된 가스의 일부는 재순환 루프에서 경질분의 증가를 방지하도록 퍼징된다. 이로부터 회수된 수소는 하류 수소화처리 개선 시스템에서 사용된다.
감압된 액체/고체 스트림 및 가스 냉각 동안 응축된 탄화수소는 대기 분류기(219)로 보내지고, 대기 분류기(219)에서 이들은 경질분, 나프타, 증류액 및 중질분 분획으로 분리된다. 경질분은, 연료 가스 및 다른 목적으로 사용될 수 있는 수소 및 C1-C4 탄화수소를 회수하도록 처리된다. 나프타는 디올레핀 및 다른 반응성 탄화수소 화합물을 포화시키기 위해 수소처리된다. 나프타의 160℉ + 분획은 수소처리되고, 파워 포밍(power forming)되어 가솔린을 생산할 수 있다. 증류액 분획은 디젤 및 제트 연료와 같은 제품을 생산하도록 수소처리될 수 있다.
대기 분류기(219)는 바람직하게는 600 내지 700℉+(315 내지 371℃+) 중질분 분획의 일부가 용매로서의 사용을 위해 펌핑 없이 슬러리 혼합 탱크(203)로 재순환될 수 있도록 충분히 높은 압력에서 작동된다.
대기 분류기(219)로부터 생성된 잔여 중질분은 진공 분류기(221)로 공급되고, 진공 분류기(221)에서 이는 1000℉- 분획 및 1000℉+ 분획으로 분리된다. 1000℉- 분획은 슬러리 혼합 탱크(203)로 재순환되는 용매 스트림에 첨가되다.
1000℉+ 분획은 중질분 열분해 시스템(223)으로 공급되고, 중질분 열분해 시스템(223)에서 이는 반응기 함유물을 바이오차르, 바이오-오일, H2, CO2 및 CO로 전환시키기 위해 320 내지 750℃의 온도로 5분 내지 3시간 이상의 기간 동안 제어된 분위기 하에 반응기 용기에서 밀폐되어 가열된다. 열분해 대기는 제어된 농도의 산소 및 스팀을 함유할 수 있다. 대기가 본질적으로 스팀이나 산소를 함유하지 않는 경우, 바이오-액체 및 바이오차르의 생성은 최대화된다. 스팀 및 O2의 양이 증가함에 따라서, 열분해 시스템(223)은 증가하는 양의 H2, CO2 및 CO, 및 더 적은 양의 바이오-액체 및 바이오차르를 생성시킨다. 추가 수소가 바이오매스 액화 및 이의 생성물의 개선에 필요한 경우, 가스 스웹트 롤러 밀(201)로부터 바이오매스의 일부는 추가의 필요한 수소를 생성시키기 위해 열분해 시스템(223)으로 공급된다. 열분해 시스템(223)에서 생성된 바이오차르는 광생물반응기(105)에서 조류 핵생성제로서, 액화 전 바이오매스로부터 금속을 제거하기 위한 흡수제로서, 및 최종 생물비료 중의 성분으로서 사용될 수 있다.
액화 시스템(101) 및 열분해 시스템(103)의 액체 생성물을 개선하기 위한 방법은 개시내용의 전부가 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 제5,198,099호에 개시되어 있다. 액화 시스템(101) 및 열분해 시스템(103)의 액체 생성물을 개선하기에 적합한 다른 공정 및 시스템은 할도 톱소(Haldor Topsoe), UOP, 악센스(Axens), 크리테리온(Criterion) 등과 같은 판매업체로부터 상업적으로 입수가능하다.
H2S, CO2, 및 H2를 함유하는 열분해 시스템(223)으로부터의 가스는 이후 분리 시스템, 예컨대, 렉티졸(Rectisol) 또는 셀렉솔(Selexol)로 보내진다. 셀렉솔의 한 가지 중요한 이점은 이것이 MEA와 같은 스크러빙 공정보다 더 높은 압력에서 CO2를 생성시킨다는 점이다. 이는 CO2를 저장하거나 CO2를 조류 생산 시스템(111)으로 운반하는데 필요한 압축의 양을 감소시킨다. H2S 및 COS는, 일단 가수분해되면, 유기 용매에서 용해에 의해, 또는 유기 용매와의 반응에 의해 제거되고, 가치있는 부산물, 예컨대, 황 원소 또는 황산으로 전환된다. UOP 등은 셀렉솔 공정을 허가한다.
피셔 트롭슈(FT) 합성
FT 합성을 수행하기 위한 반응기, 촉매 및 조건은 당업자에게 잘 알려져 있으며, 내용이 전부 본원에 참조로 포함되는 다수 특허 및 다른 간행물에, 예를 들어, 미국 특허 제7,198,845호, 제6,942,839호, 제6,315,891호, 제5,981608호 및 RE39,073호에 기재되어 있다. FT 합성은 요망되는 제품 종류 및 다른 요소를 기초로 하여 선택되는 다양한 작업 조건 하에서 그리고 다양한 촉매를 사용하여 고정층, 이동층, 유동층, 비등층(ebulating bed) 또는 슬러리 반응기에서 수행될 수 있다. 전형적인 FT 합성 제품은 일반적으로 화학식 nCH2로 표현되는 파라핀 및 올레핀을 포함한다. 주어진 제품 스트림에 대한 생산성 및 선택성은, 이로 제한되지는 않지만, 반응기 유형, 온도, 압력, 간극률(space rate), 촉매 유형 및 합성가스 조성을 포함한 반응 조건에 의해 결정된다.
FT 합성을 위한 화학량론적 합성가스 H2/CO 비율은 약 2.0이다. 바이오매스로부터 생성된 합성가스 중의 H2/CO의 비율은 2 미만, 전형적으로 약 0.5 내지 1.0이다. 이러한 비율은 바이오매스로부터 생성된 합성가스를 경질 탄화수소로부터 생성된 합성가스 또는 천연 가스와 혼합함으로써 증가될 수 있다. 그러한 혼합 단계가 H2/CO 비율을 충분히 증가시키지 않고 추가의 수소가 다른 공급원으로부터 편리하게 입수가능하지 않은 경우, 그러한 비율은 수성 가스 이동 반응(water-gas shift reaction)에 의해 추가로 증가될 수 있다. 수성 가스 이동 반응을 촉진시키지 않는 코발트-기반 촉매를 사용하여 수행되는 FT 합성 전환의 경우, 바이오매스로부터 생성된 합성가스의 H2/CO 비율은, 예를 들어, 합성가스 발생 시스템(109)에 의해 생성되는 수소에 의해서 FT 합성 반응기에 도입되기 전에 바람직하게는 약 2.0까지 증가된다. FT 합성 전환이 수성 가스 이동 반응을 유발하는 철-기반 촉매를 사용하여 수행되는 경우, 별도의 이동 전환기를 사용할 필요가 없다. 그러나, 어떠한 경우라도, 수성 가스 이동 반응이 추가의 CO2를 발생시킨다.
수소첨가탈산소화(hydrodeoxygenation)
액화 시스템(101)으로의 공급물이 전적으로 바이오매스, 예컨대, 조류로부터 추출된 지질 및/또는 그 밖의 바이오매스 공급원으로만 이루어지는 경우, 액화 시스템(101)은, 내용이 전부 본원에 참조로 포함되는 국제 출원 공개 W0 2009/025663호, W0 2009/025635호, W0 2008/8124607호 또는 미국 특허 제4,992,605호에 개시된 것과 같은, 촉매 수소첨가탈산소화 및 이성질화(CHI) 시스템, 또는 유사한 시스템을 사용하여 대안적으로 구현될 수 있다.
CO2 포집 및 재사용
상기 기재된 바와 같이, 본 발명의 공정에 의해 생성된 CO2는 포집되고, PBR에서 조류를 생산하는데 사용된다. PBR 시스템은 폐쇄형 또는 개방형 반응기 시스템을 포함할 수 있는데; 특이적으로 선택된 조류 균주(들)의 최대 생산을 가능하게 하고, 외부 공급원으로부터 조류 균주의 오염 및 물 손실을 최소화하고, 전체 IBTL 공정에서 다른 연소 또는 열분해 관련 단계들에서의 사용을 위해 조류 발생 단계에서 생성된 산소의 포집을 가능하게 하기 위해서는 폐쇄형 시스템이 바람직하다. 다수의 상업적으로 이용가능한 조류 생산 시스템이 있다. 예시적인 폐쇄형 PBR 시스템은 전체가 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 출원 공개 제2007/0048848호, 제2007/0048859호, 제2012/0107921호, 제2013/0273630호 및 제2008/0160591호에 기재되어 있다. 바람직하게는, 구조화된 바이오차르는 생산되는 조류를 위한 핵생성 부위로서 작용하기 위해, 그리고 생물비료 제품에 포함될 브라인으로부터 영양분을 흡수하기 위해 PBR에서 수성 브라인에 첨가된다. PBR에서 바이오차르는, 조류가 PBR에서 보다 우수하게 번식되게 하고, 추후 처리에서 브라인으로부터 조류를 분리하는 것을 용이하게 하는 조류의 "부착 성장"을 촉진하는 것으로 밝혀졌다. 구조화된 바이오차르에서 흡수된 영양분은 또한 생물비료가 토양에 적용된 후 생물비료에서 조류 및 디아조영양 유기체의 번식을 돕는다.
PBR에서 생산된 조류는, 토양의 탄소 함량을 증가시키기 위한 토양 처리 물질로서 사용하기 위해, 그리고 토양에서 추가의 조류를 발생시키도록 광합성을 유발하기 위해 수성 스트림에서 분리될 수 있다. 디아조영양 유기체는 바람직하게는 조류가 건조되기 전에 또는 그 후에 조류에 첨가된다. 생성된 유기체는 이후 바람직하게는 첨가제, 예컨대, 유기 결합제, 열분해 시스템(103) 및/또는 액화 시스템(101)으로부터의 알칼리 함유 잔여물과 조합되고, 최종 혼합물은 자연적 생물비료로서 사용된다. 이러한 능력으로 물질은 광합성을 통해 토양에서 조류 및 디아조영양 유기체의 추가 성장을 야기함으로써 이의 자연적 탄소 함량을 증가시킬 뿐만 아니라, 모두 처리된 토양에서 식물의 성장을 촉진하고 본 발명의 IBTL 공정의 GHG, 특히 CO2 풋프린트를 크게 감소시키는 다양한 형태의 조류, 특히 남조류(시아노박테리아), 및 질소를 고정하는 그 밖의 디아조영양 유기체를 생성시킨다. 디아조영양 유기체는 바람직하게는 오토클레이브와 같은 알려지지 않은 유형의 생물반응기에서 조류 증폭용 PBR로부터 개별적으로 생산된다. 이러한 공정에서, 생물비료가 적용될 토양 또는 토양 유형에서 발생하는 시아노박테리아를 포함한 미생물, 또는 유사한 종류의 미생물의 자연 발생량은 최적화되고 증폭되며, 생성된 물질은 탈수되고 건조되며, 요망되는 첨가제로 처리되고; 그 후 과립화되고, 선택적으로 이의 살포 특징을 최적화시키는 물질로 코팅되고, 비료를 주거나 복원할 토양 위에 분배된다.
생산 비료에서 조류에 의해 소비된 CO2를 육지로 격리시킴에 의한 본 발명의 IBTL 시스템의 GHG 풋프린트의 유익한 감소에 더하여, 본 발명의 통합 시스템은, 토양에 적용되는 조류 및 다른 광합성 미생물이, 특히 본 발명에 따라 제조된 생물비료의 경우에, 생물비료가 적용되고 광합성을 통해 증폭되는 토양의 구성과 상용성이도록 특이적으로 선택됨으로써 대기로부터 더 많은 CO2를 추출하고 대기 중 질소를 고정할 수 있기 때문에 추가의 매우 중요한 유리한 특징을 지닌다. 이러한 특징은 격리되는 순수 CO2를 본 발명의 IBTL 공정에서 조류의 생산 동안 소비되는 CO2에 비해 30배 이상까지, 가능하게는 150배 만큼 증가시키고, 토양의 비옥도를 크게 높인다.
천연 생물-비료의 품질(물의 품질 및 CO2의 순도 및 본 발명의 IBTL 공정에서 다른 단계들로부터 PBR에 제공되는 다른 영양분 스트림에 의해 영향을 받음)은 다양한 식용 작물의 성장을 향상시키는데 사용하기 위한 식품 등급/FDA 공인 물질; 생물-활성 피막의 형성을 통해 풍식을 방지하거나 억제하는 건조지 토양의 개간을 위한 토양 개량 물질로서 작용하는 중간 등급 물질; 또는 배수의 품질을 개선하기 위해서 생물-반응성 물질의 첨가가 오염된 토양의 용탈 및 침식을 억제하는 폐광산 토양의 개간에 사용하기 위한 더 낮은 순도의 물질을 생성시키도록 제어될 수 있다. 첨가된 바이오차르 성분(하기 기재됨)은 토양의 수분 보유 특성을 추가로 제어하기 위해서 생물비료 제형의 전체 친수성 및 소수성을 추가로 제어하도록 적용될 수 있다. 이러한 메카니즘에 의해서, 생물비료 제형을 특정 작물의 생산에서 최적의 사용을 위해 조정하는 것이 가능하다.
천연 생물비료는 통상적인 암모니아 기반 비료에 대한 직접적인 대체물로서 사용될 수 있는데, 여기서 이는, 그렇지 않으면, NH3 및 모든 범위의 암모니아 기반 비료의 생산에서 발생될 추가 다량의 CO2를 상쇄시킨다. 이는 또한 하류 수로를 오염시키고 조류 및 다른 수중 식물의 원치 않는 대번식을 초래하는 NH3 기반 성분의 유출 감소와 같은 다른 하류 이점을 야기한다.
생물비료 제형
본 발명은 또한 IBTL 공정계열(flow scheme)로부터의 공정 스트림의 상이한 배합물, 시아노박테리아, 및 바람직하게는 다른 디아조영양 유기체, 바이오차르, 및 열분해 공정으로부터의 무기 잔여물로 구성된 특이적인 생물비료 제형을 제공한다. 이는 원소 조성, 전체 질소 수준, 조성물의 전체 평균 표면적, 개별적인 바이오차르 성분들 또는 이들의 혼합물의 표면적, 개별적인 알칼리 성분들의 전체 알칼리 및 조성이 특정 작물 또는 최종 용도에 대해 조정되는 방식으로 제어되게 한다.
바람직한 생물비료의 생산에서, PBR은, 생물비료가 적용될 토양과 유사한 토양 및 환경적 특징을 지니는 건강한 원상토의 상부 수 센티미터에서 이의 정상 체류로부터 얻어질 수 있는 생물학적 배양물로, 또는 하나 이상의 시아노박테리아 균주 및 바람직하게는 생물비료가 사용될 위치에서 비료로서 사용하기에 적합한 다른 광합성 미생물을 포함하는 생물학적 배양물로 접종된다. 사실상, 이러한 토양 미생물은, 토양 알갱이를 제자리에 접착시키고, 이에 의해서 풍식 및 물 침식을 제한할 뿐만 아니라, 비옥화 및 식물 생명력을 제공함을 포함하는 다수 기능을 주는 생물학적 토양 피막("BSC")을 형성시킨다. 시아노박테리아 및 "시아노리첸(cyanolichen)"은 건조한 생태계에서 고정되는 대기 중 질소의 주요 공급원이다. 미국 서부에서의 연구에서, 연구 장소에 좌우하여 5 내지 49개의 시아노박테리아 분류군이 관찰되었다. 노스톡(Nostoc), 쉬조트릭스(Schizothrix), 아나배나(Anabaena), 및 톨리포트릭스(Tolypothrix)는 가장 빈번하게 접하게 되는 헤테로시스트 속이다. 미크로코레우스(Microcoleus) 및 포르미디움(Phormidium)은 흔히 접하게 되는 비-헤테로시스 속이다. 서부의 콜로라도에서, 예를 들어, 헤테로시스트 속인 스키토네마(Scytonema)가 빈번하게 관찰된다. 헤테로시스트는 질소 고정 역할을 하는 분화된 특수형 세포이다. 헤테로시스트는 물분해식 O2-발생 광화학계 II 기관이 없다. 이러한 적응은 O2에 의해 니트로게나아제 활성의 억제를 막도록 진화된 것이지만, 광화학계-I 활성을 유지함으로써 계속해서 ATP 에너지를 발생시킨다.
다수의 비-헤테로시스트 시아노박테리아 속은 니트로게나아제를 함유하는 것으로 알려져 있으며, 미호기성 또는 혐기성 조건 하에 암소에서 질소를 고정할 수 있다. 미크로코레우스 바기나투스(Microcoleus vaginatus)는 이의 발생 빈도 및 형태를 기초로 매우 중요한 마이크로바이오틱 피막 성분이다. 미크로코레우스 바기나투스의 점액질 피복형 필라멘트는 토양 입자를 결합하고, 그에 따라서 침식을 감소시키고, 시아노리첸 및 다른 미생물의 정착을 위한 안정한 기질을 생성시키는데 매우 효과적이다. 미크로코레우스 바기나투스는 질소를 직접적으로 고정하지 않을 수도 있지만, 이의 점액질 껍질은 착생 디아조영양 세균을 위한 혐기성 미세-환경 및 탄소 공급원을 제공하는 것으로 사료된다.
시아노리첸은 또한 사막 생태계에서 고정된-질소 및 마이크로바이오틱 피막 지피 식물의 주요 기여자이다. 지의류는 균류(균류공생자(mycobiont))와 조류(조류공생자(phycobiont))의 상리 공생체이다. 대부분의 경우에, 지의류 조류공생자는 녹조류, 일반적으로 트레보우시아(Trebouxia)이지만, 시아노리첸 조류공생자는 시아노박테리아, 가장 흔하게는 노스톡, 스키토네마, 또는 아나배나로 구성된다. 이러한 시아노리첸은 특징상 흑색이고, 질감이 젤라틴성이며, 비-층화된다. 아고산대 생물군계에서 거주하는 특정의 층상 지의류, 예컨대, 펠티게라(Peltigera) 및 로바리아(Lobaria)는 녹색 트레보우시아와 질소-고정 시아노박테리아인 노스톡 둘 모두를 함유한다. 예를 들어, 건조한 미국 서부의 시아노리첸은 지피 식물의 40 내지 100%를 차지할 수 있으며, 토양 안정화 및 N2-고정에 크게 기여한다. 토양 및 비생물적 환경에 좌우하여, 최대 159개의 지의류 종에 의해 대표되는 53개 속이 관찰되었다. 일부 가장 흔하게 접하게 되는 속으로는 콜레마(Collema), 플라신티움(Placinthium), 렙토기움(Leptogium), 및 헵피아(Heppia)가 포함된다.
사용될 시아노박테리아 속은 생물학적 토양 피막으로부터 얻어질 수 있으며, 이로 제한되지는 않지만, 다음 속을 포함한다: 노스톡, 아나배나, 스키토네마, 톨리포트릭스, 칼로트릭스(Calothrix), 미크로코레우스, 리불라리아(Rivularia), 포르미디움, 심플로카(Symploca), 쉬조트릭스, 스티고네마(Stigonema), 플렉토네마(Plectonema), 및 크루코커스(Chroococcus). 이러한 시아노박테리아에 더하여, 예를 들어, 클라미도모나스(Chlamydomonas), 트레보우시아, 세네데스무스(Scenedesmus)와 같은 진핵 조류가 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 아조토박터, 로도스피릴리움(Rhodospirillium), 또는 로도슈도모나스(Rhodopseudomonas)와 같은 독립-생활형 질소-고정 세균이 포함되는 것이 또한 바람직할 수 있다. 그 밖의 중요한 토양 세균, 예컨대, 아쓰로박터(Arthrobacter) 및 다양한 방선균, 예를 들어, 프랑키아(Frankia), 노카르디아(Nocardia), 스트렙토마이세스(Streptomyces), 및 미크로모노스포라(Micromonospora) 속이 영양소 순환을 향상시키기 위해 포함될 수 있다. 마지막으로, 염기성의 광합성 생물비료의 미생물 보완을 완료하기 위해 지의류, 부생 및 균근 균류가 포함되는 것이 또한 바람직할 수 있다. 이러한 종속영양 미생물은 표준 방법을 이용하여 생산될 것이다.
생물비료는, 토양에 질소 및 탄소를 제공하는 것에 더하여, 바람직하게는 침식 제어제로서 거동하도록 구성된다. 대부분의 경우에, 단독의 생물비료가 요망되는 결과를 달성할 것이다. 생물비료의 가요성을 기초로 하여, 이는 섬유질 피복 및 점착 부여제(tackifier)와 같은 전형적인 침식 제어 방법과 함께 사용됨으로써 이러한 전형적인 제품의 효능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 경암 광미사, 폐기물 및 삼부퇴적물은 세균에 의한 황의 산화를 통해 특징상 산성(pH<3)이 된다. 이러한 산성 환경은 종자 발아를 억제하고, 시아노박테리아의 더 낮은 pH 제한치(pH<5)를 초과한다. 그러나, 피복 층이 표면에 적용되는 경우, 피복층은 생물비료의 종자 발아 및 성장을 가능하게 하는 화학적 절연체로서 작용하는 것으로 입증되었다. 식물 뿌리는 질소-결핍된 산성 광미사로 침투하고, 질소가 생물비료에 의해 공급되는 경우에 계속 성장한다.
리조박테리아는 토양에서 발견되는 미생물들의 중요한 구성원인 것으로 밝혀졌다. 시아노박테리아는, 특히 리조박테리아와 함께 존재하는 경우에, 식물 자극제로서 작용하고; 식물이 미네랄에 접근할 수 있도록 토양에서 미네랄의 용해를 도와줌에 따라서 식물 성장을 위한 중요한 자극제인, 지베렐산 및 아세트산을 포함한 유기산 및 다른 모노 및 폴리 카르복실산을 발생시키는 것으로 여겨진다. 추가로, 상이한 종류의 토양 형성은, 다양한 작물 및 천연 식물종이 뿌리를 내리고 번성하도록 토양의 비옥도에 기여하는 상이한 양의 자연 발생 미생물을 지니는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 중국 과학원(Chinese Academy of Sciences)의 사막 협회(Desert Institute)는 사막토에서 모래에서의 주요 표면층 미생물이 프라길라리아(Fragilaria), 오스킬라토리아 윌레이(Oscillatoria willei), 및 포르미디움 오케니(ormidium okenii)인 것을 발견하였다. 표면층이 조류 피막인 경우, 주요 미생물은 시네코코커스 파르부스(Synechococcus parvus), 타이코네마 그라눌라툼(Tychonema granulatum) 및 포르미디움 레트즐리(Phormidium retzli)인 것으로 밝혀졌다. 표면층이 지의류 피막인 경우, 주요 미생물은 오스킬라토리아 윌레, 오스킬라토리아 카르보니시필라(Oscillatoria carboniciphila) 및 포르미디움 레트즐리인 것으로 밝혀졌다. 이끼 피막 표면층의 경우에, 주요 미생물은 시네코코커스 파르부스, 시네코시트티스 파바레키(Synechocystis pavalekii) 및 포르미디움 레트즐리인 것으로 밝혀졌다. 자연적 식물지의 재건이 토양 안정화와 탄소 및 다른 영양소를 토양에 보충하는데 있어서 자연적 식물 군집 생성 증가에 유리할 수 있는, 특히 건조한 지역에서 그러한 자연적 군집이 형성되도록 육성하는 것이 특히 유리하다. 협회는 이러한 특정 미생물 종이 고비(Gobi)와 중국의 인근 사막에서의 토양 샘플에서 우세하다는 것을 보고하였고, 이러한 종들은 본 발명의 최종 생물비료 제형으로 혼입될 유기체 개체의 가능한 구성원으로서 특히 관심의 대상이 되고 있다. 예를 들어, Yanmei Liu 등에 의해 최근 보고된 문헌("The Effects of Soil Crusts on Soil Nematode Communities Following Dune Stabilization in the Tennger Desert, Northern China" Applied Soil Ecology, vol 49, pp 118-124 (2011))을 참조하라.
BSC에서 다수 미생물들은 또한 광합성이 되고, 햇빛으로부터 이들의 에너지를 얻어서, 이후 영양 및 고정된 질소를 제조하고, 이러한 영양 및 고정된 질소를 광합성되지 않거나 토양에서 더 깊게 발견되는 코호트 미생물(cohort microorganism)에 제공할 수 있다. BSC와 BSC가 영양을 공급하는 더 깊은 코호트 미생물의 작용은 시간에 걸쳐서 토양을 안정화시키고 토양의 알갱이로부터 식물 이용가능한 영양을 토양 매트릭스로 유도하기 위해 공조한다. 중요하게는, BSC의 우세한 시아노박테리아 구성원은 대기로부터 질소뿐만 아니라 탄소를 고정한다. BSC로 시작해서, 이러한 미생물의 조합된 작용은 잔디, 관목 및 작물과 같은 관다발 식물의 정착 및 성장을 유리하게 하는 조건을 형성시킨다. 사실상, BSC는 시간에 걸쳐서 관다발 식물의 정착에 적합하고 유리하게 하는 맨땅의 표면 상에서 사는 자연 발생하는 태양열 가동 비료이다. 그러나, BSC 미생물은 건조 기후에서 느리게 번식되며 매우 활동적이지 않기 때문에, 경운, 가축 방복, 및 화재와 같은 물리적 교란이 토양 및 BSC에 대한 BSC의 이로운 영향을 중단시킬 수 있고, 이러한 이점들은 건조 기후에서 자연적으로 회복되는데 수십 년 또는 수백 년이 걸릴 수 있다.
바람직한 생물비료의 생산은 PBR에서 산업적 규모로 자연 발생하는 선택된 BSC 미생물을 빠르게 번식시킨다. 그 후에, 미생물은, 바람직한 생물비료를 구성하고, 건강한 토양 피막 군집이 기존에 부족한 노지 위에 살포되어 토양의 자연적 회복을 가속화시키는 이러한 미생물의 "접종제 시드(inoculant seed)"를 형성시키기 위해 주의하여 컴파운딩(compounding)된다. 생물비료가 토양 표면 위에서 번식함에 따라, 생물비료는 대기 중 CO2로부터 증가량의 탄소를, 탄소가 살아있는 지속가능한 미생물 군집의 일부가 되는 토양으로 유도하며, 이러한 대기 중 탄소를 토양으로 효과적으로 격리시킨다. 바람직한 생물비료의 토양 접종, 토양 위에서의 이의 자연 번식 및 이차 관다발 식물 성장 향상을 통해, 1톤의 CO2의 이후 적합한 토양 위에 적용되는 바람직한 생물비료로의 전환은 대기 중 기체의 직접적인 광합성 흡수를 통해 매년 대기로부터 최대 50톤의 CO2 저감을 야기할 수 있는 것으로 추정된다.
생물비료를 생산하는데 사용되는 시아노박테리아 및 이의 토양 공동체는 바람직하게는 내용이 전부 본원에 참조로 포함되는 플린(Flynn)의 미국 특허 출원 공개 제US 2008/0236227호(이하에서 "플린"으로 지칭됨)에 교시된 방식으로 접종물에 배양되고, 또한 플린에 의해 교시되는 증폭용 PBR을 접종하기 위해 사용되는데, 여기서 배양물은 영양소, 이산화탄소, 햇빛 및 수압식 혼합에 대한 빠른 접근을 통해 액체 배지에서 신속하게 성장될 수 있다. PBR은 가장 흔하게는 이산화탄소이지만 중탄산나트륨과 같은 고정된 형태 또는 다른 생물-이용가능한 형태일 수 있는 탄소 공급원, 영양소 및 햇빛에 의해 공급될 수 있다.
본 발명에 따른 생물비료를 생산하기 위한 바람직한 방법은 하기 단계들을 포함한다:
(1) 본래의 미생물 종(species) 조성을 밀접하게 반영하는 다종(polyspecies) 배양물을 생성시키기 위해 중요한 광합성 생물학적 토양 피막 미생물을 분리하는 단계;
(2) 바람직하게는 바이오매스 생산성을 최대화시키도록 고안된 제어된 조건 하에 PBR에서 배양물을 배양하는 단계;
(3) 생성된 바이오매스를, 예를 들어, 간단한 중력-구동식 침강 및 여과, 정화, 또는 원심분리에 의해 수확하는 단계;
(4) 바람직하게는 생산된 디아조영양 미생물을 바이오매스에 개별적으로 첨가하는 단계;
(5) 세포가 생존가능한 채로 유지되도록 바이오매스를, 예를 들어, 전열굴절식 건조(refractance window drying) 기술, 또는 다른 방법, 예컨대, 공기 건조, 분무 건조, 진공 건조, 또는 동결에 의해 보존하는 단계; 및
(6) 생물비료의 포장, 저장, 운반, 및 최종 보급이 용이하도록 건조된 시아노박테리아 및 디아조영양 미생물을 분쇄, 플레이크, 또는 분말화시키는 단계.
PBR에서 성장된 후, 수확되고, 바람직하게는 디아조영양 미생물과 혼합된 토양 미생물은 혼합 및 코팅을 이용하여 컴파운딩되어 제품 비료를 생성시킨다. 생물비료는 작물 살포, 관개용수와의 혼합 또는 살포 기계에 의한 적용과 같은 표준 영농 규범(standard agricultural practice)을 이용하여 농지 또는 훼손지 위에 살포될 수 있다. 일단 토양 표면 위의 이용가능한 참여용 또는 관개용 물 및 햇빛과 함께 공기 중의 이산화탄소 및 질소의 자연적 이용가능성에 의해서, 생물비료는 특정 미생물 공동체에 대한 성장 조건의 적합성에 비례하여 토양 미생물 군집의 성장을 유도하게 된다.
지역적으로 적응된 생물비료에서의 미생물의 공동체는, 처리된 토양에 대하여 가장 우수하고 가장 바람직한 미생물학적 결과를 나타내고, 비-생물학적 구성 및 환경 요인이 처리될 영역의 토양과 유사한 요망되는 표적 결과의 토양 패치로부터 바람직하게 얻어진다. 이러한 방식으로, 미생물의 공동체는 특히 그러한 지역에서 처리될 표적으로 하는 토양 위에서 생존하고, 번식하고, 비옥해지는 것이 가장 유리한 미생물을 포함하는 특정 지역 유형의 생물비료를 제조하도록 선택될 수 있다. 이것이 수행되고 생물비료가 충분한 표면 밀도로 살포되는 경우, 피막은 자연적인 번식 전에 가속화된 속도로 잘 재건될 것이다. 토지 개량의 작업에서, 충분한 적용 밀도는 약 0.1 내지 2개의 생물비료 입자/cm2이다. 가속화된 비옥화 작업이 필요한 농업 적용에서, 충분한 적용 밀도는 약 1 내지 20개의 생물비료 입자/cm2이다.
미생물이 토양에서 그리고 토양 위에서 성장하고 번식함에 따라서, 미생물의 대기로부터의 CO2 흡수는 토양의 순 일차 생산성을 추가로 증가시킬 수 있는 개체군 크기, 가해지는 햇빛, 수분 이용능, 토양 유형 및 이차 관다발 식물 성장의 발생에 비례하여 증가된다. 대기로부터 얻어지는 CO2의 양은 이러한 요인들에 좌우하여 폭넓게 달라질 것이다. 피막이 토지 개량 적용에서 성숙하는 것이 가능한 경우, 대기로부터 CO2가 연간 약 100 g/m2로 얻어질 것으로 추정된다.
접종 PBR의 목적은 표적 결과의 토양으로부터 유기체를 얻고, PBR의 액체 배지 내에서 성장 중인 개체군의 복제가 시작되도록 하는 것이다. 접종 PBR에 의해 생성되는 개체군은 이들이 토양에 본래 존재했던 것과 실질적으로 동일하거나 달리 충분한 미생물 공동체 구성원 및 거의 실질적으로 동일하거나 달리 충분한 수지를 가져야 한다. PBR 작업자는 인큐베이터의 생산물에 대하여 요망되는 성장 속도 및 개체군 수지 특징을 야기하도록 성장 투입 파라미터, 예컨대, 광, pH, 온도, CO2 및 영양소 수준뿐만 아니라 혼합 속도를 조절하기 위해 투입 및 생산 개체군 및 성장 배지 검정 데이터를 이용한다. 유사한 방식으로, 증폭기 및 생산 PBR 작업자는 PBR의 투입과 생산 사이의 개체군 및 성장 배지 검정을 보고, 요망되는 결과에 영향을 주도록 동일한 성장 조건을 조절한다. 동일한 경우에, 요망되는 생성물의 개체군 비율은 표적 결과의 토양에서 발견되는 것과 상이할 수 있지만, 이는 적용 시에 그러한 차이를 통해서 보다 우수한 결과에 영향을 줄 것이다.
PBR 시스템에서의 pH 및 광합성 속도는 포인트 포 시스템즈 인크.(Point Four Systems Inc., Richmond, British Columbia Canada)로부터 입수가능한 PT4 모니터를 사용하여 측정될 수 있고, 여기에는 제어기, 획득 소프트웨어, 용존 산소, pH 및 온도 탐침이 포함된다. 하부와 상부 프로브 배열 간의 용존 산소 차이는 광합성의 척도를 제공한다. 마찬가지로, 하부와 상부 프로브 배열 간의 pH 차이는 CO2 소비의 척도이다. 조명 하에, 미생물은 광합성을 하고, CO2를 흡수하여 배지의 pH를 증가시킬 것이다. pH가 선택된 설정값, 바람직하게는 pH 7.5로 증가하는 경우, 제어기는 PBR에 100%의 CO2를 도입할 것이며, 이는 탄산 및 관련된 복합물의 형성의 결과로 pH를 감소시킬 것이다.
PBR의 생산물은 여과 및 건조 벨트로 공급될 수 있고, 여과 및 건조 벨트에서 다양한 선택적 혼합이 적용될 수 있다. 생성된 건조 플레이크 및 이의 선택적 코팅은 이후 생물비료가 되도록 과립화될 수 있다. 최종 생물비료 제품은 다양한 농지 및 토지 복원 살포기를 통해 토양에 분배되고 적용될 수 있다. 유리하게는, 생물비료 펠릿은 주위 바람에 의해 날리지 않도록 방사형 살포기 또는 항공기에 의해 산파될 수 있다. 생물비료는 또한 관개용수와 혼합되고 작물 위에 분무될 수 있다.
선택적으로 포함될 다양한 혼합물은 또한 바람직하게는 복합 혼합물/바이오매스 플레이크가 과립화에 의해 크기가 줄어드는 그 순간에도 동일한 상대 비율로 미생물 공동체와 물리적으로 회합된 채로 유지된다. 플레이크가 생성됨에 따라 혼합물을 플레이크에 걸쳐 균일하게 층화시키고 주입함으로써, 이후 혼합물/바이오매스의 이러한 상대 비율은 과립화 및 입자 코팅 공정 동안 유지될 수 있다. 건조 혼합물 성분은 바이오매스 매트(biomass mat)가 응고되기 시작함에 따라서 추가로 첨가될 수 있는데, 이는 응고되는 시아노박테리아의 필라멘트에 건조 혼합물의 일부를 포집함으로써 바이오매스와 함께 이를 기계적으로 응고시키는 것을 돕는다. 습윤 혼합물은, 반드시 그렇지는 않지만, 전형적으로, 건조됨에 따라서 모든 성분들을 함께 결합하고 접착하는 역할을 하는 건조-방지제(xero-protectant)와 종속영양 공동체 구성원 영양 첨가물의 당 기반 조성물이다. 실제 점액질 또는 이러한 용도의 다른 수용성 접착제, 또는 용제형이지만 UV 분해가능한 결합제를 사용하는 것이 이러한 목적 상 고려될 수 있다.
하기는 선택적 혼합물들 및 이들의 용도이다:
1) 베타 카로틴과 같은 항산화제는 건조 공정 동안 그리고 저장 시에 생물비료를 보존할 수 있다.
2) 건조-방지제, 예컨대, 수크로오스 및 다른 당, 또는 트레할로오스라 불리는 생물학적 유도된 건조 방지제는 세포가 시간에 걸쳐서 빠른 건조 및 연장된 건조로부터 손상되는 것을 방지할 수 있다.
3) 성장 영양제는 정착의 초기 스테이지 동안 비-광합성 코호트를 공급하기 위해서 당을 포함하여 플린에 의해 교시되는 바와 같은 모든 토양 미생물이 필요로 하는 미량 영양소를 포함한다.
4) 모래 또는 점토 충전제는 두 가지 목적으로 쓰인다. 한 가지 목적은 생성되는 과립화된 입자의 중량 밀도를 증가시킴으로써 이를 항공기 및 지상 살포기로부터 더 공기역학적으로 살포가능하고 하고, 풍류(wind current)에 저항성으로 만드는 것이다. 다른 목적은, 미생물 자체를 통해 분열되지 않는, 과립화 동안 건조된 미생물들 사이의 파단선을 위한 비-손상 위치를 제공하는 것이다.
5) 살포 패턴 추적자는 형광 첨가제일 수 있다. 또 다른 추적용 태그는 생물비료가 번식하는 것과 동일한 속도로 그리고 이와 동일한 공간 특징으로 번식할 미생물들 중 하나 내에 유전적이지만 비-연산의 독특한 유전 서열을 사용하는 것일 수 있다. 이는 연구원 또는 탄소 배출권 감사인이 생물비료를 처음 적용한 지 몇 달 또는 몇 년 후에 토양의 패치를 방문하여 토양 피막 또는 지하 바이오매스 중 얼마만큼이 특이적으로 태깅된 식물비료의 번식 및 유리한 작용에 직접적으로 기인한 것인지를 알 수 있게 한다.
6) 복원 잔디 또는 실제 작물 종자와 같은 관다발 식물 종자는 혼합물의 일부가 될 수 있다. 이러한 경우에, 생물비료는 요망되는 복원된 비옥화 결과를 달성하고 이를 최대화시키기 위해서 매립된 관다발 식물 종자와 생물학적 협력으로 작업하도록 구성될 것이다.
7) 풍식 또는 침식에 의한 추가의 변화를 방지하기 위해 첫 번째 환경적 습윤 시에 입자를 다른 토양 알갱이와 신속하게 결합시키도록 점착제가 혼합물에 첨가될 수 있다.
8) 다른 미생물들이 건조 혼합물에 또는 습윤 혼합물에 첨가될 수 있다. 이러한 다른 미생물들은 우수한 점착제와 같이 이의 보조적인 특성 때문에 선택될 수 있거나, 이들이 생물비료의 생물학적 공동체의 중요한 일부이기 때문에 선택될 수 있지만; 포식에 대한 성장 배지 유형 불용성 또는 감수성과 같은 다양한 이유 때문에 이들은 생물비료 공동체 구성원의 나머지와 동일한 PBR에서 함께 성장될 수 없었다.
9) 바이오매스의 열분해로부터 바이오차르가, 다른 것들 중에서, 전체 탄소 함량을 향상시키고, 다양한 다른 미네랄 및 시아노박테리아 성분에 대한 강력한 흡착제를 제공하기 위해서 첨가된다. 이는 제형화 생물비료의 전체 수분 및 영양소 보유 포텐셜을 변경하고, 특정 작물 및 지리적인 위치의 요건에 따라 조정되게 할 것이다.
10) 바이오매스 열분해 및 생성된 잔여물의 산화로부터 무기 회분은, 전체 K 전달 포텐셜을 제어하고, 처리될 토양의 전체 pH를 조절하기 위해 제형화된 생물비료에 첨가될 수 있다. 여기서 다시, 상기 수준은 특정 작물의 요건 또는 토양 처리 프로토콜에 따라 조절될 수 있다. 연소 또는 열분해 관련 처리, 특히 본 발명의 생물비료 생산 공정과 통합된 방식으로 작업되는 것들로부터 다른 무기 원소들이 첨가될 수 있다. 황 또는 질소 함유 상대이온과 알칼리 또는 알칼리 토금속을 함유하는 물질이 특히 유용하다. 칼슘 설페이트 및 니트레이트 염, 포타슘 니트레이트 및 다른 질소 함유 염이 또한 유용하다.
생물제제(biologic)는 또한 입자의 외면 상에 분무 코팅될 수 있다. 이러한 맥락에서, "생물제제"는 생물비료 미생물이 서식하는 토양의 수용성(receptivity)에 영향을 미치는 전체 살아있거나 죽은 세포 또는 생물-활성 물질을 지칭할 수 있다. 대안적으로, 이러한 물질들은 그 밖의 살아있는 유기체, 예컨대, 곤충, 그 밖의 미생물, 조류(bird) 또는 그 밖의 살아있는 생물에 의한 생물비료의 소비 또는 파괴를 방지하고자 의도될 수 있다.
구조화된 바이오차르를 생산하는 바람직한 방법은 하기 제공된 대표적인 결과로 마이크로파 열분해를 거치는 것이다.
마이크로파 열분해 방법에 대한 추가 연구에 의해서, 바이오차르의 개별적인 특성들은 전체 에너지 투입, 촉매(예, K2CO3 또는 Na2CO3) 로딩 및 시스템의 작업 조건을 제어함으로써 달라질 수 있는 것으로 입증되었다.
작업 조건에 대한 바이오차르 특성화(밀짚) 영향
추가로, 이러한 현상은 또한 하기 나타난 바와 같은 다른 열분해 온도로 관찰된다.
열분해 온도에 대한 바이오차르 특성화(밀짚) 영향
작업 조건에 대한 바이오차르(밀짚) 영향의 원소 분석
열분해 온도에 대한 바이오차르 영향의 원소 분석
상기로부터 알 수 있는 바와 같이, 열분해 단계에서 작업 조건을 제어하고, 이에 의해서 제형화된 생물비료에서 바이오차르 성분의 전체 공극률 및 흡수율을 제어함으로써 바이오차르 성분의 전체 활성 표면적을 조정하는 것이 가능하다. 조류 핵생성 부위로서 사용되는 바이오차르에 대한 평균 기공 크기의 바람직한 범위는 20 내지 400 옹스트롬의 범위이다. 무기물 흡수 배지로서 사용하기 위한 바이오차르는 바람직하게는 40 내지 200 옹스트롬 범위의 평균 기공 크기를 지닌다. 수분 보유 배지로서 비료 성분으로 사용되는 바이오차르는 바람직하게는 20 내지 400 옹스트롬, 더욱 바람직하게는 100 내지 400 옹스트롬의 평균 기공 크기를 지닌다. 비료 조성물에 포함되는 바이오차르의 농도는 최종 제형의 10 내지 50% wt의 범위이다.
유사하게는, 특정 수준의 K2CO3 또는 다른 알칼리 또는 알칼리토 산화물 또는 염이 열분해 전에 바이오매스에 첨가되는 단계로부터 바이오차르와 조합되는 비-촉매작용된 열분해로부터의 미가공 바이오차르의 비율을 제어함으로써 전체 표면적, 전체 칼륨 K 수준 및 이용가능한 전체 알칼리를 변화시키는 것이 가능하다.
바이오차르의 특징 및 예시적인 제조 방법은 문헌(2011년 8월에 Evaluation Of The Thermochemical Decomposition Of Various Lignocellulosic Biomasses For Biochar Production의 제목으로 생물자원 공학의 이학 석사 학위의 요건의 일부 이행으로서 맥길 대학교(McGill University)에 제출된 파비트라 셀라페루말(Pavithra Sellaperumal)의 논문)에 기재되어 있다.
본 발명의 시스템에서 CO2 풋프린트를 최소화시키고 실질적으로 모든 CO2를 조류로 전환시키기 위해, 생성된 CO2는 바람직하게는 조류 바이오매스 생산에 의해 CO2 소비를 유도하기에 광합성을 위한 광이 충분하지 않은 약한 광 또는 어두운 기간 동안 저장된다. 본 발명에 따라 생활사를 기준으로 CO2 풋프린트를 추가로 최소화시키기 위하여, 조류는 이후 바람직하게는 상기 기재된 시스템에 따라 생물비료로서 사용된다. 이러한 단계들을 함께 결합하는 것은 인공 광의 사용 없이 개방 폰드 또는 PBR을 이용하여 조류로의 CO2 전환만으로 270회 만큼에 상응하는 회수 및 재사용을 가능하게 한다. 저장되지 않으면, 재사용되는 CO2의 양은 2배 이상까지 줄어든다. CO2의 저장을 위한 기술은 CO2의 액화, 잘 알려진 통상적인 화학적 공정에 의한 CO2의 암모늄 바이설파이이드 또는 우레아로의 전환, 물리적 저장 등을 포함한다.
본 발명의 신규한 공정 통합은 또한 IBTL 설비의 한 섹션으로부터의 부산물 스트림을 또 다른 섹션에 대한 공급원료로서 보다 효과적으로 사용할 수 있게 한다. 이러한 우수한 설계는 전체 효율을 향상시키고, 전체 투입을 15 내지 20%까지 감소시킴으로써 임계 배리어가 들어가는 것을 막고, 이에 의해서 대안적인 바이오매스 액화 방법에 비해 톤당 가치가 거의 2배에 달하는 바이오매스의 생성을 가능하게 한다.
일산화탄소로부터 수소를 분리하기 위해 이용가능한 여러 상업적 시스템이 있다. 압력 순환 흡착(PSA) 공정은 압력 하에서 기체가 고체 표면에 끌리거나 "흡착되는" 경향이 있다는 사실에 의거한 것이다. 압력을 높일수록 더 많은 기체가 흡착되고; 압력이 감소되는 때에 기체는 방출되거나 탈착된다. 상이한 기체들은 상이한 고체 표면에 더 강하게 혹은 덜 강하게 끌리는 경향이 있기 때문에, PSA 공정은 혼합물에서 기체들을 분리하는데 이용될 수 있다. H2, CO 및 CO2의 합성가스 혼합물은 수소가 풍부한 스트림을 생성시키기 위해서 PSA에 의해 분리될 수 있다. 대안적으로, 합성가스는 먼저 수성 가스 이동에 주어져 H2와 CO2의 이원 혼합물을 생성시킬 수 있는데, 이러한 혼합물은 막 분리와 같은 당해 기술 분야에 알려진 다른 수단에 의해 또는 PSA에 의해 분리될 수 있다(여기서, H2는 CO2보다 훨씬 더 효과적으로 투과하여 순수한 수소 스트림을 생성시킨다). 마지막으로, 팔라듐 및 다른 관련 금속 합금의 활성 금속 막은 다른 기체로부터 수소를 분리하는데 사용될 수 있고, 상업적으로 입수가능한 대안들이 생성되었다. 미국 특허 제5,792,239호, 제6,332,913호 및 제6,379,645호 및 출원 공개 제US2003/3190486호 및 제US2009/0000408호에는 그러한 분리 기술들의 다양한 것들이 기재되어 있으며, 상기 출원들의 전체는 본원에 참조로 포함된다.
CO2 회수는 흡착, 흡수(예, 압력 순환 흡착(PSA) 및 변위 퍼지 사이클(DPC)), 극저온 분리, 막 분리, 및 이들의 조합 등을 포함하지만 이로 제한되지 않는 다양한 통상적인 회수 공정을 이용하여 실시될 수 있다. 하나 이상의 회수 공정이 합성가스 또는 테일 가스(tail gas)로부터 CO2를 회수하는데 필요할 수 있지만, 개질기 또는 C3+ 생성물 개선기로부터의 부산물 가스는 상당량의 H2 또는 H2O를 함유하지 않을 것이고, 그에 따라서 중탄화수소(C6+)의 응축을 제외하고 어떠한 회수 공정도 필요하지 않을 수 있다. 추가로, 본 발명의 공정에서 회수된 CO2를 사용하는 것이 바람직하지만, 통합된 복합체 내에서 회수된 CO2를 대안적인 공급원으로부터 얻어진 CO2로 보충하거나 대체하는 것이 또한 가능하다.
본 발명의 공정으로부터의 생성물 스트림은, 예를 들어, 별개의 제품으로 생산되고 판매될 수 있는 합성 원유 및 다른 개별적인 생성물 스트림, 예컨대, 액화 석유 가스(C3-C4), 응축물(C5-C6), 고옥탄 배합 성분(C6-C10 방향족-함유 스트림), 제트 연료, 디젤 연료, 다른 증류액 연료, 윤활유 배합 원료 또는 윤활유 배합 공급원료를 포함할 수 있다.
예시적인 생물비료 생산 과정
다수의 상이한 세균 균주가 생물비료의 성분으로서 유리하게 사용될 수 있다. 사용되는 브로쓰(broth) 또는 액체 배지가 바람직하게는 상이한 유기체들에 대하여 상이하다는 점을 제외하고, 디아조영양 유기체, 리조비움, 아조토박터 및 아조스피릴리움의 예시적인 생산 방법은 하기 단계들을 포함한다. 각각의 유기체들에 사용되는 바람직한 배지는 하기와 같다:
i) 리조비움 : 효모 추출물 만니톨(Yeast Extract Mannitol)
ii) 아조토박터 : 애슈비(Ashby)의 배지
iii) 아조스피릴리움 : 오콘(Okon) 등(1977)에 의해 제형화된 배지
iv) 인산 용해 세균 : 피키스카야(Pikiyskaya)의 배지.
1. 마더 또는 스타터 배양물의 제조:
선택된 디아조영양 균주의 스타터 배양물을 온실에서 그리고 노지 수준에서 이의 성능을 확인한 후에 얻는다. 효율적인 질소 고정 디아조영양 유기체 균주의 순수한 배양물을 각각의 한천 배지 위에 비스듬히 성장시키고, 실험실에서 유지시킨다. 각각의 기울기로부터 접종물을 루프 가득 적절한 액체 배지를 함유하는 각각의 250 ml 용량 삼각 플라스크로 옮긴다. 유기체가 빠르게 또는 느리게 성장하는지에 좌우하여 삼각 플라스크를 회전 진탕기 상에서 3 내지 7일 동안 유지시킨다. 마더 또는 스타터 배양물이라 불리는 플라스크의 함유물은 일반적으로 105 내지 106개의 세포/ml의 로드를 얻는다. 이러한 마더 배양물을 더 큰 플라스크에서 추가로 증식시킨다.
2. 브로쓰 배양물의 제조:
각각의 유기체에 대하여 동량의 적절한 액체 배지를 큰 삼각 플라스크(1000 ml)에서 제조하고, 오토클레이브에서 15 lbs의 압력으로 30분 동안 멸균한다. 멸균 후, 각각의 플라스크에 마더 배양물을 1:5 비율로 무균적으로 접종한다. 1 ml 당 생균수가 109개의 세포에 이를 때까지 플라스크를 회전 진탕기 상에서 96 내지 120시간 동안 유지시킨다. 브로쓰의 농도는 더욱 짙어진다. 이러한 브로쓰 배양물은 주위 온도에서 24시간 이상 동안 보관되지 않아야 하며, 더 오랜 기간 동안 저장되는 경우에는 4의 온도에서 유지되어야 한다.
3. 담체의 제조:
담체는 하기 특징들을 가져야 한다:
a) 다량의 유기물 - 60% 초과.
b) 소량의 가용성 염 - 1% 미만.
c) 높은 수분 보유 용량 - 150 내지 200중량%.
d) 세균의 성장을 위한 영양 배지 제공 및 배양물에서뿐만 아니라 접종 시드 상에서 세균의 생존 연장.
생물비료의 제조에서 구조화된 차르는 바람직한 담체이고, 갈탄(lignite) 또는 이탄(peat)이 또한 담체로서 사용될 수 있다. 담체를 200 내지 300 메쉬로 파쇄하고 분말화시킨다. 이탄 또는 갈탄 분말을 1%의 탄산칼슘(CaCO3)의 첨가에 의해 중화시키고, 오토클레이브에서 15 lbs의 압력으로 3 내지 4시간 동안 멸균시켜야 한다.
4. 접종물의 제조:
멸균하고 중화시킨 갈탄, 이탄 또는 다른 담체 재료를 아연도금 트레이에서 높은 수치의 브로쓰 배양물과 혼합한다. 2부의 건조 담체에는 약 1중량부의 브로쓰가 필요하다. 최종 수분 함량은 담체의 품질에 좌우하여 40 내지 50%로 달라진다.
5. 경화 또는 성숙:
브로쓰 배양물과 담체 분말을 아연도금 트레이에서 혼합한 후, 트레이를 실온(약 28)에서 5 내지 10일 동안 경화를 위해 유지시킨다. 경화 후, 농축된 성장 포켓을 분산시키고 덩어리를 부수기 위해 트레이의 함유물을 체로 거른다.
6. 충전 및 포장:
경화 후, 0.5 mm 두께의 폴리에틸렌 백 안을 세균의 포기(aeration)를 위해 개방되게 공간의 약 2/3를 남겨두면서 체로 거른 분말을 백에 저장하고, 백을 밀봉한다.
7. 저장:
접종물은 직접적인 열과는 떨어진 서늘한 곳에서, 바람직하게는 15 내지 30 +/- 2℃를 초과하지 않는 온도에서 최대 6개월 동안 저장되어야 한다. 미생물의 보다 긴 생존을 위하여, 백은 4의 온도에서 냉장으로 저장되어야 한다.
미생물 배양
리조비움, 아조스피릴리움, 아조토박터 및 인산세균의 대량 생산을 위한 바람직한 배지는 하기와 같다:
리조비움
: 효모 추출물 만니톨
브로쓰
.
콩고 레드 효모 추출물 만니톨 한천 배지 상의 성장
6.8로의 pH 조절 후 및 한천 첨가 전 1 l의 물에 10 ml의 콩고 레드 저장 용액(100 ml의 물에 용해된 250 mg의 콩고 레드) 첨가.
아조스피릴리움
:
NH4Cl(1 g/l)을
지니는
되베라이너(Dobereiner)의
말산
브로쓰
N-비함유 반고체 말산 배지의 조성
아조토박터
:
왁스먼
(
Waksman
) 배지 No.77(N-
비함유
만니톨 한천 배지)
인산세균 :
피코브스카야(Pikovskaya)의
브로쓰
플라스크에서 브로쓰를 제조하고, 마더 배양물로부터의 접종물을 플라스크로 옮긴다. 배양물을 진탕 조건 하에 30±2에서 액침 배양으로 성장시킨다. 1010 내지 1011 cfu/ml의 최대 세포 개체수가 생성될 때까지 배양물을 인큐베이션시킨다. 최적의 조건 하에서, 이러한 개체수 수준은 리조비움의 경우에 4 내지 5일; 아조스피릴리움의 경우에 5 내지 7일; 인산세균의 경우에 2 내지 3일 및 아조토박터의 경우에 6 내지 7일 이내에 달성될 수 있다. 플라스크에서 얻어진 배양물은 스타터 배양물이라 불린다. 접종제의 대규모 생산을 위하여, 스타터 배양물로부터의 접종물을 대형 플라스크/종자 탱크 발효조로 옮기고, 요망되는 수준의 세포 계수에 이를 때까지 성장시킨다.
회분 배양에서 세균의 성장은 다음 4가지 상이한 단계로 나타날 수 있다: 유도기(A), 대수기 또는 지수기(B), 정지기(C), 및 사멸기(D).
1. 유도기 동안, 세균은 스스로 성장 조건에 적응한다. 유도기는 개개의 세균이 성숙하지만 아직 분화될 수 없는 기간이다. 세균 성장 사이클의 유도기 동안, RNA, 효소 및 다른 분자들의 합성이 일어난다.
2. 대수기(흔히 로그기 또는 지수기라 불림)는 세포가 두 배가 되는 것이 특징인 기간이다. 단위 시간 당 관찰되는 새로운 세균수는 존재하는 개체수에 비례한다. 제어된 조건 하에서, 시아노박테리아는 하루에 네 번 이의 개체수를 두 배로 만들 수 있다. 그러나, 배지에는 영양분이 곧 고갈되고 폐기물이 풍부해지므로 지수기는 무기한으로 계속될 수 없다.
3. 정지기는 흔히 성장-제한 요인, 예컨대, 필수 영양소의 고갈, 및/또는 유기산과 같은 억제 생성물의 형성에서 기인된다. 정지기는 성장 속도와 사멸 속도가 같은 경우에 초래된다.
4. 사멸기에서, (쇠퇴기) 세균은 영양분을 소진하고 사멸한다.
접종물
제조
하기는 조류 또는 디아조영양 유기체 접종물의 예시적인 제조 과정이다.
· 적절한 배지를 함유하는 500 ㎖, 3 l 및 5 l 플라스크에 상응하는 스타터 또는 마더 배양물을 접종한다(유도기에서).
· 상기 배지를 발효조에서 다량으로 제조하고, 멸균하고, 냉각시킨다.
· 발효조 내 배지에 5 l 플라스크에서 성장된 유도기 배양물을 접종한다. 일반적으로, 1 내지 2%의 접종물이 충분하지만, 더 큰 플라스크에서는 배양물의 성장에 좌우하여 5%까지 접종이 수행된다.
· 발효조에서 포기(멸균 공기를, 압축기, 및 글라스 울(glass wool), 코튼 울(cotton wool), 산 등과 같은 멸균제에 통과시킴) 및 주어진 연속 교반을 제공함으로써 세포를 성장시킨다.
· 브로쓰에서 접종된 유기체, 및 성장 기간에서의 존재 시, 오염물의 개체수를 체크한다.
· 접종 기간 후에 109개의 세포/ml의 개체군 로드로 세포를 채취한다.
· 10-6 희석 수준에서 어떠한 진균 또는 어떠한 다른 세균 오염이 없어야 한다.
· 발효 후에 24시간보다 더 긴 기간 동안 브로쓰를 저장하는 것이 권장되지 않는다. 4에서도 생균수는 감소되기 시작한다.
담체 재료의 가공
적절한 담체 재료의 사용은 우수한 품질의 생물비료의 생산에 기여한다. 이탄 토양, 갈탄 및 바이오차르가 바람직한 담체 재료이다. 질석(vermiculite), 차콜(charcoal), 압축 진흙(press mud), 퇴비(farmyard manure) 및 토양 혼합물이 또한 담체로서 사용될 수 있다. 중화된 이탄 토양 및 갈탄은 비용이 비교적 저렴하고, 유기 물질 함량이 높고, 비독성이고, 가공하기 쉬우며, 50%보다 많은 수분 보유 용량을 지닌다는 이점이 있다.
· 담체 재료를 212 마이크론 IS 체에 통과시키기 위해 분말로 만든다.
· 이탄 토양 및 갈탄 담체 물질의 pH는 산성(4 내지 5의 pH)이기 때문에 이들을 탄산칼슘으로 중화시킨다(1:10 비율).
· 임의의 오염물을 제거하기 위해 중화된 담체 재료를 오토클레이브에서 멸균한다.
접종제 패킷의 제조
· 중화되고 멸균된 담체 재료를 청결하고, 건조하고, 멸균인 금속 또는 플라스틱 트레이에서 살포한다.
· 발효조로부터 얻어진 세균 배양물을 멸균된 담체에 첨가하고, 잘 혼합한다. 배양 현탁물을 개체수에 좌우하여 40 내지 50% 수분 보유 용량의 수준으로 첨가한다. 이 농도는 초기 습도 값에 상응하는데, 여기서 분말은 더 많은 수분으로 다시 절반을 보유하고, 계속해서 자유 유동할 수 있다.
· 접종제를 200 g 정량의 폴리텐 백에 싸고, 밀봉하고, 실온에서 2 내지 3일 동안 경화되게 한다.
· 폴리텐 백은 저밀도 등급이어야 하고, 약 50 내지 75 마이크론의 두께를 가져야 한다.
균근
디아조영양
생물비료의 대량 생산 및 용도
하기는 균근(AM) 균류의 예시적인 생산 방법이다:
· 흑색 폴리텐 시트로 트렌치(1 m ? 1 m ? 0.3 m)를 형성하고, 라이닝(lining)시켜 식물 성장 터브(plant growth tub)로서 사용한다.
· 50 kg의 질석과 5 kg의 멸균된 토양을 혼합하고, 20 cm의 높이까지 트렌치에 패킹한다.
· 1 kg의 AM 접종물(마더 배양물)을 질석의 표면의 2 내지 5 cm 아래로 살포한다.
· 5% 소듐 하이포클로라이트로 2분 동안 표면 멸균된 옥수수 종자를 파종한다.
· 종자를 파종하는 시기에 각각의 트렌치에 2 g의 우레아, 2 g의 과인산염 및 1 g의 염화칼륨을 적용한다. 추가 10 g의 우레아를 각각의 트렌치에 파종한 후 30일째 및 45일째에 2회 적용한다.
· 30일째 및 45일째에 뿌리 샘플에서 AM 정착에 대한 품질 시험을 수행한다.
· 대목 식물을 60일(8주) 동안 성장시킨다. 대목 식물의 모든 뿌리를 절단함으로써 접종물을 얻는다. 생성된 접종물은 질석, 포자, 균사 조각 및 감염된 뿌리 조각의 혼합물로 구성된다.
· 60일 이내에, 1 m2의 면적으로부터 55 kg의 AM 접종물이 생산될 수 있다. 이러한 접종물은 11,000개의 묘목을 지니는 550 m2의 묘포 면적을 처리하기에 충분하다.
묘포 적용을 위하여, 1 m2 당 100 g의 대용량 질석 지지된 AM(Vermiculite Supported AM: VAM) 균류 접종물의 사용이 충분하다. 접종물은 파종시에 토양 표면의 2 내지 3 cm 아래에 적용되어야 한다. 종자/절단물은 감염을 초래하는 VAM 접종물 위에 파종되고/심어져야 한다.
폴리텐 백에서 발육된 작물의 경우: 각각의 패킷에는 5 내지 10 g의 대용량 VAM 접종물이 충분하다. 10 kg의 접종물을 1000 kg의 모래가 채워진 혼합물과 혼합하고, 파종하기 전에 폴리텐 백에 채워진 혼합물을 포장한다.
외부에 심는 경우: 묘목 당 20 g의 VAM 접종물이 필요하다. 심는 시기에 접종물을 적용한다.
기존 나무의 경우: 1그루의 나무를 접종하는데 200 g의 VAM 접종물이 필요하다. 비료 적용 시기에 뿌리 표면 부근에 접종물을 적용한다.
시아노박테리아의 대량 생산 및 노지 적용
복합 배양물로의 남조류(BGA) 접종은 단일 배양 접종보다 더 효과적인 것으로 밝혀졌다. 논(rice field) 조건 하에서의 남조류의 복합 배양물의 대량 규모 생산을 위한 기술이 개발되었고, 토양 기반 BGA 접종물은 2년 넘게 생존할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 조류 접종이 3 내지 4번의 연이은 작기(cropping season) 동안 이용된 많은 장소에서, 접종된 조류는 잘 정착하였고, 후속의 쌀 작물에 걸쳐서 효과가 지속되었다.
남조류 접종물은 여러 방법, 즉, 터브, 아연도금 트레이, 작은 피트(small pit)에서 및 또한 노지 조건에서 폐쇄형 또는 개방형 PPR에 의해 생산될 수 있다. 그러나, 농부에게 용이하게 이용되는 노지 조건 하에서의 대규모 생산이 흔히 바람직하다.
1. 트레이에서의 증식
· 대형 금속 트레이(6'?3'?6" lbh)가 소규모 생산에 사용될 수 있다.
· 10 kg의 논 토양을 입수하고, 분말화된 토양을 잘 건조시키고, 살포한다.
· 3"의 높이로 물을 채운다.
· 250 g의 건조된 조류 플레이크(토양 기반)를 접종물로서 첨가한다.
· 150 g의 과인산염 및 30 g의 석회를 첨가하고, 토양과 잘 혼합한다.
· 해충을 구제하기 위해 25 g의 카본푸란을 뿌린다.
· 트레이 내의 수위를 유지시킨다.
· 10 내지 15일 후에, BGA의 대번식이 물 공급원 위에 부상하기 시작할 것이다.
· 이러한 스테이지에서 급수 및 배수를 중단한다. 토양이 완전히 건조되게 한다.
· 건조된 토양 기반 접종물을 플레이크로서 수거한다.
· 건조한 곳에 저장한다. 이러한 방법에 의해 5 내지 7 kg의 토양 기반 접종물이 수득될 수 있다.
II. 노지 조건하에서의 증식
- 재료
· 논
· 과인산염
· 카본푸란
· 복합 BGA 스타터 배양물
- 절차
햇빛에 직접적으로 노출되는 물 공급원 부근의 40 m2(20 m x 2 m)의 면적을 선택한다. 플롯(plot)의 주변 모두에 15 cm의 높이로 지지벽을 만들고, 퍼콜레이션(percolation)으로 인한 물의 손실을 방지하기 위해 지지벽을 플라스틱 또는 고밀도 모래의 비투과성 층으로 코팅한다.
· 플롯을 잘 제조하고, 균일하게 평평하게 만들고, 물이 5 내지 7.5 cm의 깊이가 되게 하고, 12시간 동안 가라앉게 둔다.
· 2 kg의 과인산염 및 200 g의 석회를 플롯에 면적 전체에 걸쳐 균일하게 적용한다.
· 5 kg의 8 내지 10개 종을 함유하는 BGA의 토양 기반 복합 스타터 배양물을 잘 분말화시키고, 산파한다.
· BGA에서 발생하는 토양 해충을 구제하기 위해 200 g의 카복푸란을 또한 적용한다.
· 수위의 높이가 항상 5 cm로 유지되도록 물이 주기적인 간격으로 통하게 한다.
· 접종한 지 15일 후에, 플롯이 태양에서 바싹 마르게 하고, 조류 플레이크를 수거하고, 저장한다. 대안적으로, 물로부터 BGA 세포를 분리하기 위하여 용존 공기 부상 또는 다른 분리 수단이 이용될 수 있다.
? 부상한 조류 플레이크의 색은 녹색 또는 청록색이다. 각각의 수확에서 플롯으로부터 30 내지 40 kg의 건조된 조류 플레이크를 얻는다.
III. 논에서의
BGA
접종 방법
하기 기재된 방법에 따라 남조류가 논에 토양 기반 접종물로서 적용될 수 있다.
· 토양 기반 조류 플레이크를 분말화시킨다.
· 상기 물질을 10 kg의 토양 또는 모래와 혼합한다(10 kg의 토양/모래와 10 kg의 분말화된 조류 플레이크).
· 쌀을 모내기 한 지 7 내지 10일 후에 BGA를 접종해야 한다.
· 최대 BGA 발달을 지니도록 BGA 접종 시기에 그리고 이후 한 달 동안 3 내지 4"의 수위가 유지되어야 한다.
· BGA를 접종한 지 1주일 후에, 조류 성장이 관찰될 수 있고, 조류 매트는 2 내지 3주 후에 물 위에 부상할 것이다. 조류 매트 색은 녹색 또는 갈색 또는 연두색일 것이다.
개개 미생물들이 노지에 개별적으로 적용될 수 있지만, 일반적으로 시아노박테리아, 디아조영양 유기체 및 구조화된 바이오차르의 물리적 혼합물을 이용하여 단일 적용으로 이러한 유기체들의 다성분 혼합물을 적용하는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 개개 성분들을 연속 적용할 필요성이 없어진다.
아졸라
디아조영양
유기체의 대량 생산 및 노지 적용
아졸라는 물에 뜨는 부유성 양치식물이고, 질소 고정 남조류 아나바이나 아졸라이(Anabaena azollae)와 함께 대기 중 질소를 고정한다. 아졸라 엽상체는 부유성 근경 및 작고 겹치는 두 갈래의 잎 및 뿌리로 되어 있는 포자체로 구성된다. 아졸라는 습지 쌀용 생물비료로서 사용되고, 이는 쌀 작물당 40 내지 60 kg N ha-1에 기여하는 것으로 알려져 있다. 본 발명에 따르면, 아졸라는 구조화된 바이오차르 및 남조류와 조합되어 단독의 아졸라에 비해서 실질적으로 개선된 특징을 지니는 생물비료로서 단일 적용으로 또는 연속적으로 적용된다.
1. 노지 조건하에서의 아졸라의 대량 증식
농부에 의한 용이한 사용을 위해 노지에서 아졸라의 대규모 증식을 위한 간단한 아졸라 묘포 방법을 개발하였다.
재료
· 1센트(40 sq.m) 면적의 플롯
· 소 배설물
· 과인산염
· 퓨라단(Furadan)
· 신선한 아졸라 접종물
절차
· 습지 노지를 선택하고, 빈틈없이 제조하고, 균일하게 평평하게 만든다.
· 적합한 번드(bund) 및 관개용 수로(irrigation channel)를 제공함으로써 1 센트 플롯(20 ? 2 m)으로 노지를 표시해둔다.
· 수위를 10 cm의 높이로 유지시킨다.
· 10 kg의 소 배설물을 20 l의 물에 혼합하고, 노지에 뿌린다.
· 100 g의 과인산염을 기본량으로 적용한다.
· 각각의 포트에 8 kg의 신선한 아졸라 바이오매스를 접종한다.
· 아졸라 접종 후 4일째 및 8일째에 추비 비료로서 100 g의 과인산염을 적용한다.
· 아졸라 접종 후 7일째에 100 g/플롯의 카보퓨란(퓨라단) 과립을 적용한다.
· 2 또는 3주의 성장 기간 전체에 걸쳐서 수위를 10 cm 높이로 유지시킨다.
· 플롯 위에 부상하는 아졸라 매트를 수확하고, 배수하고, 바이오매스를 기록한다.
II. 쌀 작물에 대한 아졸라의 접종 방법
아졸라 생물비료는 습지 논에 여러 방식으로 적용될 수 있다. 첫 번째 방법에서, 신선한 아졸라 바이오매스는 녹비로서 이식되고 혼입되기 전에 논에 접종된다. 이러한 방법에는 상당량의 신선한 아졸라가 필요하다. 다른 방법에서, 아졸라는 쌀을 이식한 후에 접종되고, 쌀과 이중 배양으로 성장되고, 후속적으로 혼입된다.
A. 쌀 작물을 위한 녹비로서 아졸라 바이오매스의 혼입
· 아졸라 묘포 플롯으로부터 신선한 아졸라 바이오매스를 수거한다.
· 습지를 잘 제조하고, 물을 용이한 혼입에 충분할 만큼만 유지시킨다.
· 메인 노지에 신선한 아졸라 바이오매스(15 t ha-1)를 적용하고, 도구 또는 견인기를 사용하여 아졸라를 혼입한다.
B. 쌀을 위한 이중 작물로서 아졸라의 접종
· 이식된 논을 선택한다.
· 아졸라 묘포로부터 신선한 아졸라 접종물을 수거한다.
· 심은 후 7일째에 이식된 논에 신선한 아졸라를 산파한다(500 kg/ha).
· 수위를 5 내지 7.5 cm로 유지시킨다.
· 이식한 지 4주 후에 아졸라 매트의 성장을 주지하고, 도구 또는 견인기를 사용함으로써 또는 경작의 실시 중간에 아졸라 바이오매스를 혼입한다.
· 아졸라의 두 번째 대번식은 이식한 지 8주 후에 발현될 수 있으며, 이는 다시 혼입될 수 있다.
· 2회의 혼입에 의해서 1헥타르의 논에 20 내지 25톤의 아졸라가 혼입될 수 있다.
아졸라는 또한 다른 디아조영양 유기체에 대하여 상술된 방식과 유사한 방식으로 먼저 건조되고, 분쇄되며, 가공될 수 있다. 모든 경우에, 아졸라는 생물비료에서 구조화된 바이오차르 및 남조류와 조합된다.
생물비료의 적용
본 발명의 생물비료는 종자 처리 또는 종자 접종으로, 묘목 침근으로, 또는 메인 필드 적용에 의해 적용될 수 있다.
종자 처리의 경우, 1 패킷의 접종제를 200 ml의 라이스 칸지(rice kanji)와 혼합시켜 슬러리를 만든다. 1 에이커에 필요한 종자를, 종자 상에 접종제의 균일한 코팅을 지니게 하기 위해 슬러리에서 혼합하고, 이후 30분 동안 그늘 건조시킨다. 그늘 건조된 종자는 24시간 이내로 파종되어야 한다. 1 패킷의 접종제(200 g)는 10 kg의 종자를 처리하기에 충분하다.
묘목 침근 방법이 이식된 작물에 이용된다. 2 패킷의 접종제를 40 l의 물에서 혼합한다. 1 에이커에 필요한 묘목의 뿌리 부분을 혼합물에서 5 내지 10분 동안 침지시키고, 이후 이식한다.
메인 필드 적용에서, 4 패킷의 접종제를 20 kg의 건조되고 분말화된 퇴비와 혼합한 후, 1 에이커의 메인 필드에서 이식 직전에 산파한다.
리조비움
모든 콩류의 경우에 리조비움을 종자 접종제로서 적용한다.
아조스피릴리움
/
아조토박터
이식된 작물에서, 아조스피릴리움을 종자, 묘목 침근 및 토양 적용 방법을 통해 접종한다. 직접 파종된 작물의 경우, 아조스피릴리움을 종자 처리 및 토양 적용을 통해 적용한다.
인산세균
아조스피릴리움의 경우와 같이 종자, 묘목 침근 및 토양 적용 방법을 통해 접종한다. 세균 생물비료들을 조합 적용한다.
인산세균은 아조스피릴리움 및 리조비움과 혼합될 수 있다. 접종제를 동량으로 혼합하고, 상기 언급된 바와 같이 적용한다.
가이드라인
· 세균 접종제는 살충제, 살진균제, 제초제 및 화학적 비료와 혼합되지 않아야 한다.
· 세균 접종제로의 종자 처리는 마지막에 종자가 살진균제로 처리되는 때에 수행되어야 한다.
생물비료 권장사항(1 패킷 -
200 g
)
리조비움
(종자 적용만이 권장됨)
인산세균. 인산세균 접종에는 아조스피릴리움의 권장량이 이용되고; 조합 접종의 경우, 권장사항에 따라 둘 모두의 생물비료가 사용하기 전에 균일하게 혼합되어야 한다.
Claims (26)
- a. 탄화수소 액체를 생성시키기에 충분한 조건 하에 그리고 그러한 시간 동안 바이오매스 공급물을 수소화처리(hydroprocessing)함으로써 바이오매스 공급물을 직접 액화시키는 단계;
b. 액체 연료 및/또는 화학적 공급원료를 생산하도록 단계 a에 의해 생성된 탄화수소 액체를 개선하는 단계;
c. 바이오매스 잔여물의 마이크로파 열분해에 의해 20 내지 400 옹스트롬 범위의 평균 기공 크기를 갖는 구조화된 바이오차르 및 부산물 CO2를 생성시키는 단계;
d. 상기 직접 액화 및 구조화된 바이오차르 생성 단계들 중 하나 또는 둘 모두에 의해 생성되는 부산물 CO2의 사용으로 광생물반응기(PBR)에서 시아노박테리아를 생성시키는 단계; 및
e. 단계 c 및 단계 d에서 생성된 구조화된 바이오차르와 시아노박테리아를 혼입하여 생물비료를 생산하는 단계를 포함하는, 바이오매스를 액체 연료 및 시아노박테리아 기반 생물비료로 전환시키는 방법. - 제1항에 있어서, 디아조영양 미생물을 상기 생물비료에 포함시키기 위해 상기 시아노박테리아에 첨가하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 직접 액화 전의 바이오매스 공급물로부터 또는 상기 탄화수소 액체로부터 무기물을, 바이오차르에서 상기 무기물을 흡수함으로써 제거하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 생물비료에 혼입되는 구조화된 바이오차르가 상기 흡수된 무기물을 함유하는 방법.
- 소정의 작물에 대한 토양의 총 탄소 및 활성 질소 함량을, 시아노박테리아, 디아조영양 미생물, 및 바이오매스의 마이크로파 열분해에 의해 생성된 20 내지 400 옹스트롬 범위의 평균 기공 크기를 갖는 구조화된 바이오차르의 조합물을 함유하는 생물비료로 그러한 토양을 처리함으로써 최적화시키는 방법으로서, 상기 생물비료에서 시아노박테리아 대 디아조영양 미생물의 비가 토양에서 요망되는 총 화학적 활성 탄소 및 질소 함량을 달성하도록 선택되는 방법.
- 시아노박테리아, 디아조영양 미생물, 및 바이오매스의 마이크로파 열분해에 의해 생성된 20 내지 400 옹스트롬 범위의 평균 기공 크기를 갖는 구조화된 바이오차르를 포함하는 조성을 갖는 생물비료.
- 제6항에 있어서, 생물비료가 독립-생활형(free-living) 질소-고정 종속영양 세균, 방선균(actinomycete), 광합성 세균, 균근 또는 지의류 균류, 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 추가의 미생물을 추가로 포함하는, 생물비료.
- 제7항에 있어서, 질소-고정 종속영양 세균이 아조토박터(Azotobacter), 프랑키아(Frankia), 또는 아쓰로박터(Arthrobacter)로 구성된 아조박테리아과(Azobacteriaceae) 또는 프랑키아과(Frankiaceae) 군으로부터 선택되는, 생물비료.
- 제7항에 있어서, 광합성 세균이 로도스피릴리움(Rhodospirillium), 로도슈도모나스(Rhodopseudomonas), 및 로도박터(Rhodobacter)를 포함하는 로도스피릴리움목(Rhodospirillales) 군으로부터 선택되는, 생물비료.
- 제7항에 있어서, 균근 균류가 글로말레스(Glomales)에 속하고, 지의류 균류가 콜레마(Collema), 펠티게라(Peltigera), 프소라(Psora), 헵피아(Heppia), 및 풀겐시아(Fulgensia) 중 하나 이상을 포함하는 군에 속하는, 생물비료.
- 제6항에 있어서, 생물비료가 분무 건조, 전열굴절식 건조(refractance-window drying), 태양 건조, 공기 건조, 또는 동결 건조로 이루어진 군으로부터 선택되는 기술에 의해 휴면 상태에 놓여지는, 생물비료.
- 제6항에 있어서, 건조 후 생존력을 증가시키기 위하여 소르비톨, 만니톨, 수크로오스, 소르비탄 모노스테아레이트, 디메틸 설폭사이드, 메탄올, 베타-카로틴, 및 베타-머캅토에탄올로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 건조방지제(xeroprotectant) 첨가물을 추가로 포함하는, 생물비료.
- 제6항에 있어서, 생물비료가 섬유질의 셀룰로오스성 피복 물질, 고분자 점착 부여제(polymeric tackifier), 점토, 제오텍스타일(geotextile), 및 이들의 조합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 첨가물을 포함하는, 생물비료.
- 제6항에 있어서, 리조박테리아를 추가로 포함하는, 생물비료.
- 제6항에 있어서, 상기 구조화된 바이오차르의 적어도 일부가 100 내지 400 옹스트롬의 평균 기공 크기를 지니고, 상기 바이오차르의 상기 일부에서 흡수된 물을 추가로 포함하는, 생물비료.
- 제1항에 있어서, 상기 PBR은 또한 구조화된 바이오차르를 포함하고 상기 시아노박테리아가 생성되는 것인 방법.
- 삭제
- a. 바이오매스의 마이크로파 열분해에 의해 20 내지 400 옹스트롬 범위의 평균 기공 크기를 갖는 구조화된 바이오차르를 생성시키는 단계;
b. CO2의 사용으로 상기 구조화된 바이오차르 일부를 포함하는 광생물반응기(PBR)에서 시아노박테리아를 생성시키는 단계; 및
c. 단계 a 및 단계 b에서 생성된 구조화된 바이오차르와 시아노박테리아를 혼입하여 생물비료를 생산하는 단계를 포함하는, 시아노박테리아 기반 생물비료를 생산하는 방법. - 제18항에 있어서, 디아조영양 미생물을 상기 생물비료에 포함시키기 위해 상기 시아노박테리아에 첨가하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제18항에 있어서, 상기 PBR은 수성상을 포함하고, 상기 PBR에서 구조화된 바이오차르는 상기 수성상으로부터 영양소를 흡수하는 방법.
- 제20항에 있어서, 상기 생물비료에 혼입된 구조화된 바이오차르는 상기 흡수된 영양소를 함유하는 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201361855789P | 2013-05-23 | 2013-05-23 | |
| US61/855,789 | 2013-05-23 | ||
| PCT/US2014/039458 WO2014190332A1 (en) | 2013-05-23 | 2014-05-23 | Producing fuels and biofertilizers from biomass |
| US14/286,800 | 2014-05-23 | ||
| US14/286,800 US9365461B2 (en) | 2013-05-23 | 2014-05-23 | Integrated processes for producing fuels and biofertilizers from biomass and products produced |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160011647A KR20160011647A (ko) | 2016-02-01 |
| KR102351582B1 true KR102351582B1 (ko) | 2022-01-14 |
Family
ID=51934247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020157035486A Active KR102351582B1 (ko) | 2013-05-23 | 2014-05-23 | 바이오매스로부터의 연료 및 생물비료의 생산 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US9365461B2 (ko) |
| JP (1) | JP6444386B2 (ko) |
| KR (1) | KR102351582B1 (ko) |
| AU (2) | AU2014268332B2 (ko) |
| CA (1) | CA2913159C (ko) |
| WO (1) | WO2014190332A1 (ko) |
Families Citing this family (68)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8367881B2 (en) | 2011-05-09 | 2013-02-05 | Cool Planet Biofuels, Inc. | Method for biomass fractioning by enhancing biomass thermal conductivity |
| US10252951B2 (en) | 2011-06-06 | 2019-04-09 | Cool Planet Energy Systems, Inc. | Biochars and biochar treatment processes |
| US10173937B2 (en) | 2011-06-06 | 2019-01-08 | Cool Planet Energy Systems, Inc. | Biochar as a microbial carrier |
| US9216916B2 (en) | 2013-10-25 | 2015-12-22 | Cool Planet Energy Systems, Inc. | System and method for purifying process water produced from biomass conversion to fuels |
| US10392313B2 (en) | 2011-06-06 | 2019-08-27 | Cool Planet Energy Systems, Inc. | Method for application of biochar in turf grass and landscaping environments |
| US10322389B2 (en) | 2014-10-01 | 2019-06-18 | Cool Planet Energy Systems, Inc. | Biochar aggregate particles |
| US8317891B1 (en) | 2011-06-06 | 2012-11-27 | Cool Planet Biofuels, Inc. | Method for enhancing soil growth using bio-char |
| US10640429B2 (en) | 2011-06-06 | 2020-05-05 | Cool Planet Energy System, Inc. | Methods for application of biochar |
| US11279662B2 (en) | 2011-06-06 | 2022-03-22 | Carbon Technology Holdings, LLC | Method for application of biochar in turf grass and landscaping environments |
| US10118870B2 (en) | 2011-06-06 | 2018-11-06 | Cool Planet Energy Systems, Inc. | Additive infused biochar |
| US11214528B2 (en) | 2011-06-06 | 2022-01-04 | Carbon Technology Holdings, LLC | Treated biochar for use in water treatment systems |
| US10550044B2 (en) | 2011-06-06 | 2020-02-04 | Cool Planet Energy Systems, Inc. | Biochar coated seeds |
| US12054440B2 (en) | 2011-06-06 | 2024-08-06 | Carbon Technology Holdings, LLC | Method for application of biochar in turf grass and landscaping environments |
| US10696603B2 (en) | 2011-06-06 | 2020-06-30 | Carbon Technology Holdings, LLC | Mineral solubilizing microorganism infused biochars |
| US9809502B2 (en) | 2011-06-06 | 2017-11-07 | Cool Planet Energy Systems, Inc. | Enhanced Biochar |
| US9493379B2 (en) | 2011-07-25 | 2016-11-15 | Cool Planet Energy Systems, Inc. | Method for the bioactivation of biochar for use as a soil amendment |
| US9980912B2 (en) | 2014-10-01 | 2018-05-29 | Cool Planet Energy Systems, Inc. | Biochars for use with animals |
| US10059634B2 (en) | 2011-06-06 | 2018-08-28 | Cool Planet Energy Systems, Inc. | Biochar suspended solution |
| US12084392B2 (en) | 2011-06-06 | 2024-09-10 | Carbon Technology Holdings, LLC | Treated biochar for use in water treatment systems |
| US10233129B2 (en) | 2011-06-06 | 2019-03-19 | Cool Planet Energy Systems, Inc. | Methods for application of biochar |
| US8568493B2 (en) | 2011-07-25 | 2013-10-29 | Cool Planet Energy Systems, Inc. | Method for producing negative carbon fuel |
| WO2015198347A1 (en) * | 2014-06-24 | 2015-12-30 | Aban Infrastructure Pvt Ltd | Method of processing algae, carbonaceous feedstocks, and their mixtures to biocrude and its conversion into biofuel products |
| US10472297B2 (en) | 2014-10-01 | 2019-11-12 | Cool Planet Energy System, Inc. | Biochars for use in composting |
| US11053171B2 (en) | 2014-10-01 | 2021-07-06 | Carbon Technology Holdings, LLC | Biochars for use with animals |
| EP3200915A4 (en) | 2014-10-01 | 2018-06-20 | Cool Planet Energy Systems, Inc. | Biochars and biochar treatment processes |
| US11426350B1 (en) | 2014-10-01 | 2022-08-30 | Carbon Technology Holdings, LLC | Reducing the environmental impact of farming using biochar |
| US10870608B1 (en) | 2014-10-01 | 2020-12-22 | Carbon Technology Holdings, LLC | Biochar encased in a biodegradable material |
| US11097241B2 (en) | 2014-10-01 | 2021-08-24 | Talipot Cool Extract (Ip), Llc | Biochars, biochar extracts and biochar extracts having soluble signaling compounds and method for capturing material extracted from biochar |
| CN105985910A (zh) * | 2015-03-05 | 2016-10-05 | 华东理工大学 | 微藻培养的新补碳方法与流程 |
| CA2986132A1 (en) | 2015-06-11 | 2016-12-15 | Tyton Biosciences, Llc | Process and system for producing pulp, energy, and bioderivatives from plant-based and recycled materials |
| CN105505429B (zh) * | 2016-01-14 | 2017-06-27 | 江苏大学 | 一种大型海藻增压加氢热解制油、产气系统及工艺 |
| WO2017136611A1 (en) * | 2016-02-02 | 2017-08-10 | Cool Planet Energy Stystems, Inc. | Biochar aggregate particles |
| CN106367090A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-02-01 | 东南大学 | 一种甲醇气氛下催化蓝藻热裂解制取生物油的方法 |
| MA40103B1 (fr) * | 2017-03-08 | 2018-11-30 | Mustapha Benmoussa | Procédé de préparation d'un revêtement pour améliorer l'efficacité et la qualité des engrais. |
| CN107162750A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-09-15 | 芜湖县花桥镇恒乐水果种植专业合作社 | 一种李子种植用抗早衰肥料 |
| CN107162752A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-09-15 | 芜湖飞高农业有限公司 | 一种高钙葡萄生产专用肥料 |
| CN107162751A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-09-15 | 芜湖飞高农业有限公司 | 一种红枣种植专用肥料 |
| MX384181B (es) * | 2017-07-04 | 2025-03-14 | Newpek S A De C V | Una formulación inoculante bacteriano a base de un consorcio de microorganismos del género calothrix sp. para incrementar el rendimiento y calidad de cultivos vegetales, el método para la fabricación de la formulación, y usos. |
| US10485253B2 (en) | 2017-08-21 | 2019-11-26 | Mustapha Benmoussa | Method of microalgal biomass processing for high-value chemicals production, the resulting composition of butyrogenic algal slowly fermenting dietary fiber, and a way to improve colon health using a slowly fermenting butyrogenic algal dietary fiber |
| US11866329B2 (en) | 2017-12-15 | 2024-01-09 | Talipot Cool Extract (Ip), Llc | Biochars, biochar extracts and biochar extracts having soluble signaling compounds and method for capturing material extracted from biochar |
| AU2019206607B2 (en) | 2018-01-12 | 2024-05-23 | Circ, Inc. | Methods for recycling cotton and polyester fibers from waste textiles |
| EP3809829B1 (en) * | 2018-06-21 | 2022-07-27 | Algae Innovations Netherlands B.V. | Use of green microalgae to improve plant growth |
| US20210269373A1 (en) * | 2018-06-29 | 2021-09-02 | Profile Products L.L.C. | Soil restoration system |
| CN109082287A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-12-25 | 北京科技大学 | 应用微波技术进行畜禽粪便干燥与热解处理的一体化装置 |
| CN109370606A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-02-22 | 中国石油大学(华东) | 生物质快速热解产品制取盐碱化土壤立体改良治理产品体系 |
| EP3893648A1 (en) * | 2018-12-11 | 2021-10-20 | Danstar Ferment AG | Method for enhancing the growth and survival rate of microorganisms |
| EP3725757A1 (de) * | 2019-04-16 | 2020-10-21 | Sebastian Fehrenbach | Anlage zur herstellung von jet fuel, diesel und düngemittel aus kohlenwasserstoffhaltigen reststoffen |
| HUE067001T2 (hu) | 2019-07-04 | 2024-10-28 | Incitec Fertilisers Operations Pty Ltd | Jobb mûtrágya |
| CN110862288A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-03-06 | 三亚耀众农业发展有限公司 | 一种有机木瓜种植用的肥料和制备方法及木瓜的种植方法 |
| CN110923176A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-03-27 | 梁钧 | 一种沙漠藻细胞组合物的培养方法 |
| US11242293B2 (en) * | 2020-03-26 | 2022-02-08 | Honda Motor Co., Ltd. | Biofertilizer formulation from algae and related methods |
| DE102020002755B4 (de) | 2020-05-09 | 2023-02-09 | Nefigmann GmbH | Kohlendioxidneutrale Biokonverteranlagen zur Herstellung von Biogas mit Wasserstoff und aktivierten Kohlemassen in der Gärflüssigkeit der Biokonverter |
| CN112608184B (zh) * | 2020-12-23 | 2022-03-04 | 西南科技大学 | 一种水稻生态环保专用肥的制备方法 |
| CN112500250B (zh) * | 2020-12-23 | 2022-03-04 | 西南科技大学 | 一种小麦生态环保专用肥的制备方法 |
| CN112893388B (zh) * | 2020-12-25 | 2022-06-07 | 塔里木大学 | 一种棉花秸秆生物炭复合肥生产加工装置及其加工方法 |
| EP4305411A4 (en) * | 2021-03-09 | 2025-04-09 | EarthOptics, Inc. | Systems and methods for real-time measurement of soil carbon sequestration using non-invasive multimodal sensors |
| CN113025355A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-06-25 | 上海交通大学 | 畜禽粪便和秸秆的资源化方法 |
| WO2023044018A1 (en) | 2021-09-16 | 2023-03-23 | Circ, LLC | Method of forming a polyester from a regenerated diacid formed from depolymerization of a waste material |
| IT202200005198A1 (it) * | 2022-03-17 | 2023-09-17 | Materias S R L | Fertilizzante a base di azoto e procedimento per la sua produzione |
| CN114774146B (zh) * | 2022-04-20 | 2024-03-29 | 北京科技大学 | 高炉喷吹用高密度生物质富氢微粉的制备方法 |
| US12234701B2 (en) | 2022-09-12 | 2025-02-25 | Saudi Arabian Oil Company | Tubing hangers and related methods of isolating a tubing |
| WO2024076524A2 (en) * | 2022-10-03 | 2024-04-11 | Bioaccelergy Ventures Corporation | Integrated process for converting camelina and carinata to fuels and lubricant base stocks |
| AU2023366608A1 (en) * | 2022-10-26 | 2025-04-24 | El-I Technologies (Pty) Limited | Bacterial composition and method for inoculation |
| CN115921495B (zh) * | 2023-01-31 | 2024-07-16 | 光大环保技术研究院（深圳）有限公司 | 一种生活垃圾零污染、零碳排放的高值资源化处理工艺 |
| US12188328B2 (en) | 2023-05-15 | 2025-01-07 | Saudi Arabian Oil Company | Wellbore back pressure valve with pressure gauge |
| WO2025079065A1 (en) * | 2023-10-08 | 2025-04-17 | Go Green Foodtech Ltd | Fertilizer production using nitrogen fixing cyanobacteria |
| WO2025129089A1 (en) * | 2023-12-13 | 2025-06-19 | Living Water Agriculture, LLC | Soil enhancement system |
| KR20250093725A (ko) | 2023-12-15 | 2025-06-25 | 고등기술연구원연구조합 | 수첨바이오디젤 제조를 위한 자동압력조절 반응기 및 그 작동방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120144887A1 (en) * | 2010-12-13 | 2012-06-14 | Accelergy Corporation | Integrated Coal To Liquids Process And System With Co2 Mitigation Using Algal Biomass |
| US20120208254A1 (en) | 2011-01-19 | 2012-08-16 | Algae Aqua-Culture Technology, Inc. | Biorefinery system, components therefor, methods of use, and products derived therefrom |
| CN102649655A (zh) | 2012-04-27 | 2012-08-29 | 上海中科高等研究院 | 一种含益生菌生物炭基复混肥及其制备方法 |
Family Cites Families (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2386504A1 (fr) * | 1977-04-05 | 1978-11-03 | Anvar | Procede microbiologique destine a maitriser la productivite des plantes cultivees |
| US4774186A (en) | 1985-11-05 | 1988-09-27 | Schaefer Jr Jimmie W | Microbial compositions and methods for treating soil |
| GB8617496D0 (en) * | 1986-07-17 | 1986-08-28 | Agricultural Genetics Co | Inoculant composition for crops |
| FR2666807B1 (fr) | 1990-09-18 | 1993-04-16 | Chiaffredo Michel | Substrat biologiquement enrichi, son procede de fabrication, et ses applications a la regradation des vegetations pionnieres. |
| US5916029A (en) * | 1996-06-26 | 1999-06-29 | Liphatech, Inc. | Process for producing seeds coated with a microbial composition |
| US6228136B1 (en) | 1999-02-04 | 2001-05-08 | Engineering Technology, Incorporated | Cyanobacterial inoculants for land reclamation |
| JP3479687B2 (ja) | 2000-11-28 | 2003-12-15 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 炭化物の製造方法 |
| WO2004037747A2 (en) | 2002-10-22 | 2004-05-06 | Ut-Battelle, Llc | Soil amendment and hydrogen gas produced by pyrolysis of cabonaceous materials |
| WO2006005100A1 (en) * | 2004-07-12 | 2006-01-19 | Zebra Holdings Pty Ltd | Method and system for promoting microbial nitrogen fixation activity |
| NZ552315A (en) * | 2006-12-22 | 2009-08-28 | Carbonscape Ltd | Method of sequestering carbon dioxide from organic material using microwave radiation |
| US8029593B2 (en) * | 2007-02-09 | 2011-10-04 | The Board of Regents of the Nevada System of Higher Education on Behalf of the University of Las Vegas, Nevada | Biofertilizer for treatment to improve growth of turf grass and method of developing the biofertilizer |
| US20080236227A1 (en) * | 2007-04-02 | 2008-10-02 | Flynn Timothy M | Dry land erosion control using photosynthetic nitrogen-fixing microorganisms |
| US20090266125A1 (en) * | 2008-04-28 | 2009-10-29 | An Tung Thien Doan | Plant Fertilizer Composition and Method of Making Same |
| US8414664B2 (en) | 2009-03-02 | 2013-04-09 | HydoChar LLC | Algal coal and process for preparing same |
| US8361186B1 (en) * | 2009-06-08 | 2013-01-29 | Full Circle Biochar, Inc. | Biochar |
| WO2011019871A2 (en) * | 2009-08-12 | 2011-02-17 | University Of Georgia Research Foundation, Inc. | Biochars, methods of using biochars, methods of making biochars, and reactors |
| WO2011022228A2 (en) | 2009-08-20 | 2011-02-24 | Srisuda Dhamwichukorn | Apparatus and method for enhanced disruption and extraction of intracellular materials from microbial cells |
| US8685706B2 (en) | 2009-11-09 | 2014-04-01 | Living Earth, LLC | Arid land soil crust restoration |
| WO2011060126A2 (en) * | 2009-11-13 | 2011-05-19 | Erth Solutions, Inc. | Low-carbon fertilizers and processes for producing the same |
| US8398738B2 (en) * | 2010-01-13 | 2013-03-19 | Ut-Battelle, Llc | Biochar production method and composition therefrom |
| FR2963017B1 (fr) * | 2010-07-20 | 2013-09-06 | IFP Energies Nouvelles | Procede de conversion de matiere carbonee comprenant deux etapes de liquefaction en lit bouillonnant en presence d'hydrogene issu de ressources non fossiles |
| US8657999B2 (en) * | 2010-07-28 | 2014-02-25 | General Electric Company | Methods for preparing fuel compositions from renewable sources, and related systems |
| KR101354176B1 (ko) * | 2011-03-31 | 2014-01-27 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 미세조류를 활용한 바이오연료 제조방법 |
| WO2012151382A1 (en) * | 2011-05-03 | 2012-11-08 | Algae Biosciences Inc. | Microalgae-based soil inoculating system and methods of use |
| US9493380B2 (en) * | 2011-06-06 | 2016-11-15 | Cool Planet Energy Systems, Inc. | Method for enhancing soil growth using bio-char |
| US8568493B2 (en) * | 2011-07-25 | 2013-10-29 | Cool Planet Energy Systems, Inc. | Method for producing negative carbon fuel |
| US8317891B1 (en) * | 2011-06-06 | 2012-11-27 | Cool Planet Biofuels, Inc. | Method for enhancing soil growth using bio-char |
| US9493379B2 (en) * | 2011-07-25 | 2016-11-15 | Cool Planet Energy Systems, Inc. | Method for the bioactivation of biochar for use as a soil amendment |
| WO2013078365A1 (en) * | 2011-11-23 | 2013-05-30 | Cornell University | Highly efficient organic fertilizer and components thereof |
| US8895274B2 (en) * | 2011-11-28 | 2014-11-25 | Coskata, Inc. | Processes for the conversion of biomass to oxygenated organic compound, apparatus therefor and compositions produced thereby |
| WO2013078546A1 (en) * | 2011-12-02 | 2013-06-06 | Bright Ray Solar Corp. | Plant treatment and method |
| WO2013152337A1 (en) * | 2012-04-05 | 2013-10-10 | Full Circle Biochar, Inc. | Biochar compositions and methods of use thereof |
| US20130288228A1 (en) | 2012-04-28 | 2013-10-31 | Arthur Anderson | Methods and apparatuses for cultivating phototropic microorganisms |
| CN102675001A (zh) * | 2012-05-18 | 2012-09-19 | 沈阳农业大学 | 一种炭基肥料增效剂及其应用 |
| CN103073341B (zh) | 2013-01-25 | 2014-01-29 | 浙江大学 | 堆肥过程氧化亚氮的减排方法 |
-
2014
- 2014-05-23 CA CA2913159A patent/CA2913159C/en active Active
- 2014-05-23 WO PCT/US2014/039458 patent/WO2014190332A1/en active Application Filing
- 2014-05-23 JP JP2016515134A patent/JP6444386B2/ja active Active
- 2014-05-23 US US14/286,800 patent/US9365461B2/en active Active
- 2014-05-23 AU AU2014268332A patent/AU2014268332B2/en active Active
- 2014-05-23 KR KR1020157035486A patent/KR102351582B1/ko active Active
-
2016
- 2016-05-09 US US15/149,754 patent/US10173936B2/en not_active Ceased
-
2019
- 2019-07-08 AU AU2019204906A patent/AU2019204906B2/en active Active
- 2019-12-15 US US16/714,755 patent/USRE48308E1/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120144887A1 (en) * | 2010-12-13 | 2012-06-14 | Accelergy Corporation | Integrated Coal To Liquids Process And System With Co2 Mitigation Using Algal Biomass |
| US20120208254A1 (en) | 2011-01-19 | 2012-08-16 | Algae Aqua-Culture Technology, Inc. | Biorefinery system, components therefor, methods of use, and products derived therefrom |
| CN102649655A (zh) | 2012-04-27 | 2012-08-29 | 上海中科高等研究院 | 一种含益生菌生物炭基复混肥及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2019204906B2 (en) | 2021-07-08 |
| US10173936B2 (en) | 2019-01-08 |
| AU2019204906A1 (en) | 2019-07-25 |
| CA2913159A1 (en) | 2014-11-27 |
| JP6444386B2 (ja) | 2018-12-26 |
| AU2014268332B2 (en) | 2019-07-11 |
| US20140345341A1 (en) | 2014-11-27 |
| USRE48308E1 (en) | 2020-11-17 |
| JP2016526004A (ja) | 2016-09-01 |
| US9365461B2 (en) | 2016-06-14 |
| CA2913159C (en) | 2024-01-16 |
| KR20160011647A (ko) | 2016-02-01 |
| US20160272551A1 (en) | 2016-09-22 |
| WO2014190332A1 (en) | 2014-11-27 |
| AU2014268332A1 (en) | 2015-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| USRE48308E1 (en) | Processes for producing fuels and biofertilizers from biomass and products produced | |
| CN105377794B (zh) | 由生物质生产燃料和生物肥料 | |
| US20230219863A1 (en) | Process for increasing the fertility of soil for agricultural crop production | |
| AU2007357571B2 (en) | Method for the production of humus- and nutrient-rich and water-storing soils or soil substrates for sustainable land use and development systems | |
| US20200079700A1 (en) | Biochar Compositions and Methods of Use Thereof | |
| CN105838644B (zh) | 复合微生物菌剂和菌肥及其制备方法和在修复盐碱土壤中的应用 | |
| CN101445405B (zh) | 一种复合生物有机肥及其生产方法 | |
| US10900013B2 (en) | Systems and methods of producing compositions from the nutrients recovered from waste streams | |
| CN104860739A (zh) | 一种以生物质炭为基质的土壤改良剂及其制备方法 | |
| MX2010013712A (es) | Instalacion ecotecnica y metodo para produccion de sustrato de cultivo, de materiales para tratamiento de suelo, y de fertilzantes organicos teniendo propiedades de terra preta antropogenica. | |
| CA3087213A1 (en) | Systems and methods of producing compositions from the nutrients recovered from waste streams | |
| CN105503333A (zh) | 一种有机稻专用育秧基质 | |
| Meng et al. | Novel seedling substrate made by different types of biogas residues: Feasibility, carbon emission reduction and economic benefit potential | |
| US20210114950A1 (en) | Systems and methods of producing compositions from the nutrients recovered from waste streams | |
| US20230203414A1 (en) | Systems and methods for treating waste streams | |
| Fatima et al. | Accompanying effects of sewage sludge and pine needle biochar with selected organic additives on the soil and plant variables | |
| KUMAR et al. | INTEGRATED NUTRIENT MANAGEMENT. | |
| WO2024076524A2 (en) | Integrated process for converting camelina and carinata to fuels and lubricant base stocks | |
| CN110495373A (zh) | 一种生物质炭有机种植土 | |
| RU2808737C1 (ru) | Способ получения техногенного почвогрунта | |
| Chen et al. | The Use of Composted Agricultural Waste as Peat Substitute in Horticulture | |
| CN107950352A (zh) | 一种抗漂浮新型水稻机插育秧基质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0105 | International application |
Patent event date: 20151215 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20190514 Comment text: Request for Examination of Application |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20210513 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20220103 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20220111 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20220112 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |