MXPA03001611A - Concepto para la separacion de lodos y produccion de biogas. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se refiere a la digestion anaerobica de estiercoles animales, cosechas de energia y substratos organicos similares. El proceso puede refinar nutrientes que estan comprendidos en la biomasa digerida, hacia fertilizantes de calidad comercial. La invencion tambien proporciona un metodo para procesar esqueletos animales o fracciones de los mimos incluyendo carne y harina de carne, etc., can el objeto de proporcionar un medio alternativo para el procesamiento de material organico de desecho de origen animal, mientras al mismo tiempo se facilita la produccion de fertilizantes. El riesgo de distribucion de priones de BSE y de algunos otros priones a los animales y a los humanos, se reduce asi substancialmente sino es que se elimina. El sistema de separacion de biogas y lodo de conformidad con la presente invencion, se integra preferiblemente con las operaciones de granjas animales, en un concepto total en el cual los desempenos internos y externos de las granjas animales se optimizan. Los desempenos internos se refieren a aspectos de calidad relacionados con el manejo de cobertizos de animales e incluyen higiene industrial, bienestar animal, emisiones gaseosas y de polvos y seguridad de alimentos. Los desempenos externos se refieren principalmente a la produccion de energia y a emisiones al medio ambiente de nutrientes y gases de invernadero, y a la venta de productos alimenticios de alta calidad.

Description

CONCEPTO PARA LA SEPARACIÓN DE LODOS Y PRODUCCIÓN DE BIOGAS CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN. En un primer aspecto, la presente invención involucra una digestión anaeróbica de estiércol animal, cosechas generadoras de energía y substratos orgánicos similares. El proceso es capaz de refinar los nutrientes contenidos en la biomasa digestiva hacia fertilizantes de calidad comercial. El sistema de separación de lodos y gas biológico, de acuerdo con la presente invención est preferentemente integrado a las operaciones de cría de animales, en un concepto total en el cual los resultados internos y externos de la cría de animales son optimizados . Un aspecto adicional de la invención es la posible aplicación para la eliminación de desecho animal en forma de esqueletos animales, desechos de mataderos, harina de carne y huesos, etc. El desperdicio es refinado en la planta de ertilizantes para ser aplicado en tierra, agrícola. Un posible contenido de priones BSE u otros priones es substancialmente reducido, si no es eliminado a lo largo del proceso. En este concepto, el producto animal no es usado como forraje, sino como fertilizante. La destrucción de posibles priones BSE en el tratamiento de la biomasa en la planta, en combinación con el uso de la biomasa refinada como fertilizante en lugar de forraje, reduce substancialmente, si REF: 145487 no es que elimina el riesgo de infectar animales o humanos con priones BSE o modificaciones hechas. Los resultados internos involucran aspectos de calidad relacionados con la administración de los cobertizos de animales e incluyen higiene industrial, bienestar animal, control de emisión de gases y partículas y seguridad en alimentos. Los resultados externos involucran principalmente producción de energía y control de emisiones al ambiente de nutrientes y gases de invernadero y la venta de productos alimenticios de alta calidad, así como una vía alterna para la eliminación de esqueletos animales y similares.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN. Separación de Amoniaco. La química del amoniaco es bien conocida y la separación del amoniaco de diferentes fluidos es un proceso industrial bien conocido. Por ejemplo, éste ha sido empleado por la industria azucarera (Bunert y colaboradores 1995; Chacuk y colaboradores 1994; Benito y Cubero 199S) y por municipios como un tratamiento de residuos de relleno sanitario (Cheung y colaboradores 1997) . El amoniaco también puede ser separado del estiércol de cerdos basado en los mismos principios de la industria (Liao y colaboradores 1995) . El principio básico para la separación de amoniaco a gran escala es aumentando el pH y · con aereación y calentamiento del desecho líquido o lodo. Frecuentemente es Ca(0H)2 o CaO el cual es utilizado para aumentar el pH. Pueden utilizarse otras bases como son NaOH o KOH. La cal, sin embargo, es utilizada a escala industrial como por ejemplo en la industria del cemento y es por tanto económica y fácilmente disponible a granel. Donde el amoniaco separado es absorbido y se produce un concentrado de amoniaco, frecuentemente se utiliza ácido sulfúrico en la columna de absorción. El ácido sulfúrico es un producto industrial manejado a granel y está disponible en una calidad técnica apropiada para utilizarlo en columnas de absorción para la . separación de amoniaco a partir de estiércol y otros desechos líquidos (por ejemplo Sacuk y colaboradores 1994) . Basados en la experiencia obtenida en la industria azucarera, ha sido encontrado que los valores de parámetros más apropiados son: Temperatura 70° C; un pH en el rango de aproximadamente 10 - 12; y una relación líquido gas de 1:800, 96% de efectividad. Para la separación de amoniaco a partir de estiércol se ha encontrado que los valores óptimos de los parámetros son: temperatura 22° C; pH de aproximadamente 10 - 12; relación líquido gas de 1:2000, 90% efectividad, 150 h de operación (Liao y colaboradores 1995) . Referencias: Benito G. G. and Cubero M. T. G. (1996) Ammonia elimination from beet sugar factory condénsate streams by a stripping-reabsorbing system. Zuckerindustrie 121, 721-726. Bunert U. , Buczys R. , Bruhns M. , and Buchholz K. (1995) Ammonia stripping. Zuckerindustrie 120, 960-969. Chacuk A., Zarzycki R. , and Iciek J. (1994) A mathematical model of absorption stripping columns for removal of ammonia from condensates . Zuckerindustrie 119, 1008-1015. Cheung K. C, Chu L. M. , and Wong M. H. (1997) Ammonia stripping as a pretreatment for landfill leachate. Water Air and Soil Pollution 94, 209-221. Liao, P. H., Chen A., and Lo K. V. (1995) Removal of nitrogen from swine manure wastewaters by ammonia stripping. Biotechnolpgy & Applied Microbiology 54, 17-20. Hidrólisis alcalina, y térmica. El pre-tratamiento térmico de la biomasa antes de la digestión anaeróbica es una tecnología que está bien descrita en la literatura, por ejemplo Li and Noike (1992) . En años recientes, el pre-tratamiento térmico de desechos municipales también ha sido utilizado en una escala comercial por Cambi AS, Bill'ingstad, Noruega. Wang y colaboradores (1997 a and b) encontraron que el pre-tratamiento térmico de desechos municipales a 60° C y un tiempo de residencia hidráulico de 8 días resulta en un incremento de producción de metano de 52.1%. Un resultado similar fue encontrado por Tanaka y colaboradores (1997) , sin embargo la combinación con hidrólisis alcalina da el incremento más alto en producción de gas (200%) . McCarty y colaboradores han realizado una serie de estudios mostrando que la combinación de hidrólisis térmica y alcalina aumenta substancialmente la producción de gas. El pH sin embargo, debe ser aproximadamente 10 a 12, y preferiblemente 11 o más, antes de que la hidrólisis química produzca un rendimiento adicional importante de gas . Los resultados de ang y colaboradores (1997) muestran que por eliminación los valores de los parámetros para la separación de amoniaco bajo la sección 2.1 (el pH de aproximadamente 10 a 12, preferiblemente 11 o más, y la temperatura de aproximadamente 70° C o más durante una semana) incrementará el rendimiento de gas . Referencias : Li Y. Y., y oike T. (1992) Upgrading of anaerobio digestión of waste activated sludge by thermal pre-treatment. Water Science and Technology 26, 3-4. McCarty P. L., Young L. Y., Gossett J. M. Stuckey D. C, and Healy Jr. J. B. Heat treatment for increasing methane yield from organic materials. Stanford University, California 94305, USA. Tanaka S., Kobayashi T. Kamiyama K. and Bildan M. L. N.

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Referencias : Bendixen H. J. Hygienic safety - results of scientific investigations in Denmark (sanitation requierements in Danish biogas plants) . Hohenheimer Seminar IEA Bioenergy Workshop March 1999. Eriksen L., Andreasen P. Ilsoe B. (1996) Inactivation of Ascaris suum eggs during storage in lime treated sewage sludge. Water Research 30, 1026 -1029. Pagilla K. R. , Klim H. , and Cheunbarn T. (2000) Aerobic thermopile and anaerobio mesopile treatment of swine waste. Water Research 34, 2747-2753. Turner C. and Burton C. H. (1997) The inactivation of viruses in pig slurries : a review, Bioresource Technology 61, 9-20. Espuma. La formación de espuma asociada con la digestión anaeróbica puede constituir un serio problema para la operación de fermentadores . Un sinnúmero de substancias para la remediación de la espuma están disponibles comercialmente incluyendo diferentes polímeros, plantas oleaginosas (por ejemplo aceite de colza) y diferentes sales (por ejemplo Vardar-Sukan 1998) . Sin embargo, los polímeros pueden causar efectos ambientales y frecuentemente son caros e inefectivos . Referencias : Vardar-Sukan F. (1998) Foaming; consequences, prevention and destruction. Biotechnology Advances 16, 913-948. Floculación: Los iones de calcio son un muy conocido medio para flocular substancias y partículas debido a la formación de puentes de calcio entre substancias orgánicas e inorgánicas, en solución o suspensión estos forman agregados de partículas (por ejemplo Sanin y Vesilind 1996) . Por esta razón el calcio ha sido usado para escurrimiento de lodos de aguas residuales (Higgins and Novak 1997) . Referencias: Higgins M. J. and Novak J. T. (1997) . The effects of cat ions on the setting and dewatering of activated sludge's: Laboratory results. Water Environment Research 69, 215-224. Sanin F. D., y Vesilind P. A. (1996) Synthetic sludge: A physical/chemical model in understanding bio flocculation. Water Environment Research 68, 927-933. Decantador centrífugo para separación de lodos, separación de P. Los decantadores centrífugos han sido aplicados a un sinnúmero de procesos industriales durante los últimos 100 años . Entre varios ejemplos recientes del uso de decantadores centrífugos está la planta Novo Nordisk en Kalundborg donde todos los desechos de la gran unidad de fermentación de insulina son tratados. También el lodo municipal es desaguado por medio de decantadores centrífugos (Alfa Laval A/S) . Los decantadores centrífugos separan la materia seca (sólida) del lodo o desecho, mientras la fase de agua o el agua de desecho es canalizada a una planta convencional de aguas residuales. Experimentos con separación de excrementos bovino, porcino y lodo desgasificados, muestran primeramente que los decantadores centrífugos pueden tratar todos los estiércoles sin ninguna dificultad. También ha sido encontrado que las centrífugas remueven aproximadamente el 70% de la materia seca, 60-80% de P total y solamente 14% del N total de un estiércol previamente digerido por termófilos . (Moller y colaboradores 1999; Moller 2000a). Los valores correspondientes para estiércol bruto de bovinos o cerdos fueron un poco menores. Debe ser notado que solamente 14% del total de N es removido del desecho. El costo total del tratamiento ha sido calculado en 5 Dkr. por m3 de estiércol en un volumen de estiércol de 20,000 toneladas o más. En esas situaciones, cuando el volumen de estiércol excede 20,000 toneladas, los decantadores centrífugos tienen costos eficientes y son instrumentos económicos para la separación de materia seca y P total del estiércol (Moller y colaboradores 1999) . Bajo circunstancias normales, no tiene ningún interés tratar el estiércol en un decantador centrífugo, porque no está asociado con alguna reducción de volumen u otras ventajas para los granjeros. La pérdida de amoniaco siguiendo la aplicación en el campo del estiércol tratado puede ser reducida un poco debido a .un aumento en el porcentaje de infiltración en el suelo (Moller 2000b) , pero esto es con mucho suficiente incentivo para los granjeros para el uso de decantadores centrífugos . Referencias : Moller H. B. (2000a) Opkoncentrering af naeringsstoffer i husdyrgodning med dekantercentrifuge og skruepresse. Notat 12. Septiembre 2000, Forskningscenter Bygholm. Moller H.B. (2000b) Gobe resultater med at separere gylle. Maskinbladet 25. Agosto 2000. Moller H. B . , Lund I., and Sommer S. G. (1999) Solid-liquid separation of livestock slurry; efficiency and cost. Alfa Laval A/S Gylleseparering . Separeringsresultater med decantercentrifuge . P-precipitación . El P disuelto es precipitado casi inmediatamente seguida a la adición de Ca como fosfato de calcio Ca3(P0)2 (Cheung y colaboradores 1995) . Referencias : Cheung K. C. Chu L. M. y Wong M. H. (1997) Ammonia stripping as a pre-treatment for landfill leachate. Water Air and Soil Pollution 94, 209-221. Prevención de formación de estruvita.

Es un aspecto adicional importante que la precipitación de P en combinación con la separación de amoniaco previene la formación de estruvita (MgNH4P04) . La estruvita constituye un problema de trabajo significativo en intercambiadores de calor, transporte en ductos, etc. (Kruger 1993). El mecanismo es remover P mediante la formación de CaP04 así como la remoción de amoniaco mediante el proceso de separación. La remoción de P y amoniaco previene la formación de estruvita. Kruger (1993) Struvit danneise i biogasfaellesanlaeg. Kruger Waste Systems AS. Filtración de agua de desecho. Los sistemas para el tratamiento final y filtración en membrana del agua de desecho han sido presentados en los pasados 10 años en la forma de por ejemplo plantas de membrana (BioScan A/S, Ansager ApS) y plantas basadas en compresión de vapor (Funki A/S, Bjornkjaer Maskinfabrikker A/S). Estos sistemas generalmente resultan en un costo bruto por m3 de estiércol de 50 - 100 Dkr. Las plantas adicionalmente , no están disponibles para tratar otros tipos de estiércol, sólo estiércol de cerdo. La reducción de volumen obtenida por estas plantas es frecuentemente no más que 50 - 60%, significando que la aplicación al campo de los remanentes en cualquier caso depende de dispositivos convencionales. Por lo tanto, estas plantas no son competitivas debido al nivel de costos y/o una limitada reducción del volumen. Sin embargo, es importante considerar y reconocer el nivel de costos de estas plantas. Es también valioso considerar el uso de energía en forma eléctrica la cual genera la compresión mecánica del vapor, esto es aproximadamente 50 k h por tonelada tratada de estiércol. Esto significa que esas membranas, bajo el supuesto de que la fase acuosa que es filtrada consiste de sales y solamente mínimas cantidades de materia seca, la cual no produce problemas de incrustación o corrosión, puede estar disponible para competir con tecnologías de evaporación. Referencias . 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(1996) Final clarification by integrated filtrat on ithin the activated sludge aeration tank. Environmental Technology 17, 1007-1014. Coci iento con Cal . La hidrólisis térmica y química a temperaturas menores que 100° C y por consiguiente, presiones de aproximadamente 1 atm, representa una opción para incrementar la disponibilidad de generación de biogas a a partir de materia orgánica. Sin embargo, los complejos de carbohidratos como la celulosa, hemicelulosas y lignina no son hidrolizadas completamente por tales tratamientos. Las fibras de la paja, maíz y otras cosechas no están haciendo posible la formación de metano por tales tratamientos (Bjerre et al 1996; Schmidt and Thomsen 1998; Thomsen and Schmidt 1999; Sirohi and Rai 1998) . Un cocimiento alcalino con cal a temperaturas moderadas superiores a 100° C es muy conveniente para que estos substratos den una descomposición microbiana. (Curelli y colaboradores 1997; Chang y colaboradores 1997; Chang y colaboradores 1998) . Este tratamiento, cuando se aplicó para fibras de celulosa de azúcar de caña cortadas a 0.5 mm (con 4% CaO, 200° C y 16 bares) , desintegró la celulosa a pequeños ácidos orgánicos como ácido fórmico, ácido acético, ácido láctico, etc. La generación de metano de la celulosa tratada es así tan alta como 70% de la cantidad correspondiente de carbohidratos como glucosa pura (Azzam and Nacer 1993) . También las cosechas verdes pueden ser tratadas en un horno de cocción de cal, pero a bajas temperaturas. Esto ha estado mostrando que los resultados óptimos fueron obtenidos cuando los jacintos de agua fueron expuestos a un pH de 11 y 121° C (Patel y colaboradores 1993) . La formación de PAH y de substancias inhibidoras de bacterias del metano, pueden ser formadas a temperaturas elevadas (Varhegyi y colaboradores 1993) . Sin embargo, este fenómeno no ha sido visto a las temperaturas relativamente moderadas usadas en la cocción con cal en comparación con la pirólisis (Azzam y colaboradores 1993) . Durante la pirólisis, las temperaturas son tan altas que la biomasa se desintegra directamente a gases como hidrógeno, metano y monóxido de carbono, pero desafortunadamente también a PAH y otros contaminantes . Referencias Azzam A. M. And Nasr M. I. (1993) Physicothermochemical pre-treatments of food processing waste for enhancing anaerobio digestión and biogas fermentation. Journal of Environmental Science and Engineering 28, 1629-1649. Bjerre A. B., Olesen A. B., Fernquist T., Ploger A., Schmidt A. S. (1996) Pre-treatment of wheat straw using combined wet oxidation and alkaline hydrolysis resulting in convertible cellulose and hemicelluloses . Biotechnology and Bioengineering 49, 568-577. Chang V. S., Nagwani M. , Holtzapple M. T. 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Con base en un experimento, la remolacha y la paja se usan para la producción de etanol (Parsby; Sims 2001; Gustavsson y colaboradores. 1995; Giman and Goodman 1993; Kuch 1998) . En otras partes del mundo, el uso de cosechas generadoras de energía está difundido y sometido a mucha investigación. El uso de plantas terrestres, así como marinas y de agua dulce está bien documentado (Gunaseelan 1997; Jewell y colaboradores 1993; Jarwis y colaboradores 1997) . Algunos estudios parecerían indicar que la fermentación anaeróbica de cosechas generadoras de energía es competitiva a otros usos de la biomasa. (Chynoweth D. P., Owens J. M. , y Legrand R. 2001) . El uso de cosechas generadoras de energía es muy promovido. El uso de paja está organizando de forma que probablemente se haga de esta práctica un concepto para ser visto dentro de unos años . El uso de trozos de madera parece ser económica y prácticamente viable. La incineración de granos de cereales, por otra parte, ha incrementado las objeciones éticas. La producción de cereales de grano también está inevitablemente asociada con el uso de fertilizantes y pesticidas y pérdidas de M en los campos. El N es también perdido durante el quemado de la biomasa. Referencias Bech K. Co-fermentation of liquid manure and beets as a regenerative energy. University of Hohenheim, Dep. Agricultural Engineering and Animal Production. Personal communication . Chynoweth D. P., Owens J. M. , and Legrand R. (2001) Renewable methane from anaerobio digestión of biomass. Renewable Energy 22, 1-8. Gunaseelan V. N. (1997) Anaerobio digestión of biomass for methane production: A review. Biomass and Bioenergy 13, 83-114.

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Sin embargo, esta es una tarea difícil debido a las coacciones impuestas por el riesgo de dispersar los priones BSE y otros priones posiblemente presentes en la harina u otra fracción de los esqueletos animales. El uso de harina de carne y hueso o esqueletos animales en plantas convencionales de biogas ciertamente no es aconsejable y es solamente parcialmente posible. El procesamiento de esqueletos animales en plantas licenciadas para procesar tales animales es usualmente desarrollado a temperaturas alrededor de 130° C, con presión cercana a 2-3 Bares con un tiempo de retención de 20 minutos. Tales condiciones no son encontradas en plantas convencionales de biogas . La patentes y solicitudes de patentes mencionadas en seguida forman parte del arte previo . DE3737747 describe una planta y un proceso para separación de N. El CaO es agregado al estiércol por lo que el amoniaco es separado. Dicho amoniaco es absorbido en una solución acuosa conteniendo ácido clorhídrico. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como a la hidrólisis alcalina, bienestar en cobertizos de animales, utilización de cosechas generadoras de energía, absorción de amoniaco en una solución de azufre, la precipitación de P, prevención de formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural. DE4201166 describe un método de tratamiento concurrente de diferentes productos de desecho orgánico, en el cual los productos de desecho son separados en tres fracciones conteniendo diferentes cantidades de componentes sólidos. Las fracciones sólidas son homogenizadas antes de la fermentación y producción de biogas. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento tal como la hidrólisis alcalina, bienestar en cobertizos de animales, utilización de cosechas generadoras de energía, absorción de amoniaco en una solución de azufre, la precipitación de P, prevención de formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . DE4444032 describe una planta y un proceso en el cual el lodo en el primer reactor es removido, aereado y adicionado con cal hasta un pH de 9.5 para separar el amoniaco. En el segundo reactor se agregan una sal conteniendo hierro y un polímero para neutralizar el lodo y precipitar los sólidos. Un sinnúmero de aspectos dé la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en cobertizos de animales, utilización de cosechas generadoras de energía, absorción de amoniaco en una solución con azufre, la precipitación de P, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . DE196615063 describe un proceso en el cual el amoniaco es separado del estiércol fermentado. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, utilización de cosechas generadoras de energía, la precipitación de P, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . EP0286115 describe un método de producción de biogas en el cual el estiércol es adicionado con ácidos grasos o composiciones conteniendo ácidos grasos. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, utilización de cosechas generadoras de energía, la precipitación de P, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . EP0351922 describe una planta y un proceso en el cual la separación de amoniaco, dióxido de carbono y fosfato ocurre del estiércol líquido. El estiércol es transportado de la granja por carros tanque a la planta donde el lodo es tratado con aire caliente y de ahí separado parcialmente el amoniaco y el dióxido de carbono. La parte remanente del lodo es calentado y adicionado con cal a un pH de 10-11, por lo cual, más amoniaco es separado y es formado fosfato de calcio. El amoniaco separado es absorbido en una solución ácida para la formación de sal de amonio, que es secada y utilizada como fertilizantes. Un decantador centrífugo es usado para separar las partes sólidas del lodo. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales, utilización de cosechas generadoras de energía, prevención de la formación de estruvita, etc . , y el uso de biogas directo en Una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural. ES2100123 describe una planta y un proceso en el cual el estiércol líquido es limpiado. Los componentes orgánicos son degradados y los sólidos precipitados son removidos por decantación centrífuga. El líquido es adicionado con ácido y es dispersado en la tierra o es posteriormente limpiado por aereación y así separado el amoniaco. El líquido separado es enviado a una planta purificadora de agua. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales, separación de amoniaco en una etapa previo, utilización de cosechas generadoras de energía, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural .

FR2576741 describe un proceso para la producción de biogas por fermentación de estiércol líquido. El lodo es tratado con cal y los componentes precipitados son removidos. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, utilización de cosechas generadoras de energía, la precipitación de P, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural. GB2013170 describe una planta y un método para la producción de biogas . En el primer reactor el material orgánico es acidulado y la fracción sólida es removida. La fracción líquida es enviada al segundo reactor en el cual ocurre una degradación anaeróbica con la producción de gas metano. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales, separación de amoniaco, utilización de cosechas generadoras de energía, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural. DE19644613 describe un método para producir fertilizantes sólidos a partir del estiércol. El estiércol líquido es adicionado con substratos de la producción de biogas junto con CaO o Ca(0H)2. El amoniaco separado es recolectado. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, utilización de cosechas generadoras de energía, la precipitación de P, prevención de la formación de estruvita, etc . , y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . DE19828889 describe la co-fermentación de cosechas y desperdicio orgánico con la producción de biogas. El material es homogenizado y fermentado. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, utilización de cosechas generadoras de energía, la precipitación de P, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . Patente de EUA 4,041,182 Describe un método para la producción de alimento de engorda animal a partir de desecho orgánico. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, utilización de cosechas generadoras de energía, la precipitación de P, prevención de la formación de estruvita, etc . , y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural. Patente de EUA 4,100,023 describe una planta y un proceso para la producción de gas metano y fertilizantes. En el primer reactor es desarrollada una degradación aeróbica del material homogenizado . En el segundo reactor, que es calentado, ocurre una degradación anaeróbica y la producción de biogas. Los fertilizantes son producidos como líquidos. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en las casa de animales, separación de amoniaco, utilización de cosechas generadoras de energía, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . Patente de EUA 4,329,428 describe una planta para descomposición anaeróbica, en particular para varias plantas verdes, y el uso del biogas producido. La planta está basada en la descomposición y es causada por bacterias mesofílicas o termófilas anaeróbicas. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, separación de amoniaco, la precipitación de P, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . Patente de EUA 4,579,654 Describe üna planta y un proceso para producir biogas a partir de materiales orgánicos. Los materiales sólidos son hidrolizados , acidificados y fermentados. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en las casa de animales, separación de amoniaco, utilización de cosechas generadoras de energía, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . Patente de EUA 4,668,250 describe un proceso en el cual el amoniaco es removido de la fracción líquida por aereación. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, utilización de cosechas generadoras de energía, la precipitación de P, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . Patente de EUA 4,750,454 describe una planta para digestión anaeróbica de estiércol animal y el uso del biogas producido por el proceso. La planta está basada en la descomposición causada por bacterias anaerobicas mesofílicas y termofílicas y utiliza una máquina con energía local a base de gas con un generador. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, la separación de amoniaco, la precipitación de P, prevención de la formación de estruvita, etc . , y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . Patente de EUA 5,071,559 describe un método para el tratamiento de estiércol. El estiércol es adicionado con agua y la mezcla es acidulada. El líquido es removido por generación de vapor, el cual posteriormente es condensado en otro reactor y tratado anaerobicamente para producir biogas . La fracción líquida fermentada es entonces tratada por un proceso aeróbico. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en cobertizos de animales, separación de amoniaco, utilización de cosechas generadoras de energía, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . Patente de EUA 5,296,147 describe un proceso para tratar estiércol y otros componentes orgánicos. El desecho orgánico fermenta y es entonces nitrogenado y posteriormente des-nitrogenado. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en cobertizos de animales, separación de amoniaco, utilización de cosechas generadoras de energía, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas' natural . Patente de EUA 5,389,258 describe un método para la producción de biogas a partir de desecho orgánico sólido y semi-sólido. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales, separación de amoniaco, utilización de cosechas generadoras de energía, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . Patente de EUA 5,494,587 describe un proceso con un tratamiento catalítico de estiércol incluyendo reducción de la concentración de nitrógeno. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales, separación de amoniaco, utilización de cosechas generadoras de energía, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . Patente de EUA 5,525,229 describe un proceso general para digestión anaeróbica de substratos orgánicos bajo condiciones termófilas, así como mesofílicas. Patente de EUA 5,593,590 Describe la separación y tratamiento de desecho líquido y sólido seguido de una separación de las dos fracciones. La fracción líquida es fermentada con la producción de biogas seguida por la remoción de los componentes sólidos precipitados, los cuales son parcialmente recirculados en el proceso. La fracción sólida es tratada en un proceso aeróbico y es transformado en abono, fertilizantes o alimento para engorda animal. Parte del biogas producido conteniendo metano y C02 es reutilizado para la reducción del nivel de pH en la fracción líquida por una absorción de C02- Los sólidos son precipitados de las fracciones líquidas, por ejemplo, en un decantador centrífugo, y el amoniaco es separado del líquido por un pH de 9-10. El agua de desecho puede ser utilizada para limpiar establos. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar de los cobertizos de animales por el uso de paja, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, utilización de cosechas generadoras de energía, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . Patente de EUA 5,616,163 describe un método para tratamiento de estiércol por el cual el nitrógeno es utilizado en la producción de fertilizantes. El estiércol líquido es adicionado con C02 y/o CaS04 por lo que el amoniaco es separado. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre- ratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales por el uso de paja, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, utilización de cosechas generadoras de energía, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . Patente de EUA 5,656,059 describe un método para tratar estiércol por el cual el nitrógeno es utilizado en la producción de fertilizantes más o menos por nitración. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar de los cobertizos de animales por el uso de paja, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, utilización de cosechas generadoras de energía, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . Patente de EUA 5,670,047 describe un procedimiento general para la descomposición anaeróbica de substratos orgánicos a gases . Patentes de EUA 5,681,481, EUA 5,783,073 y EUA 5,851,404 describen un proceso y un aparato para estabilización de lodos. La cal es adicionada a pH > 12 y la masa es calentada a por lo menos 50 grados C por 12 horas. El amoniaco es separado, y es descargado en la atmósfera o recirculado en el sistema. Puede utilizarse una "cámara precalentada" , así como un decantador centrífugo o bien un mezclador de lodos para mantenerlo en condición líquida. El lodo es dispersado en la tierra. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales por el uso de paja, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, utilización de cosechas generadoras de energía, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . Patente de EUA 5,746,919 describe un proceso en el cual el desecho orgánico es tratado en un reactor anaeróbico termofilico seguido por un tratamiento en un reactor anaeróbico mesofílico. En ambos reactores ocurre una producción de gas metano. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales por el uso de paja, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, utilización de cosechas generadoras de energía, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . Patente de EUA 5,773,526 describe un proceso en el cual el desecho orgánico líquido y sólido es primero fermentado por un proceso mesofílico y después por un proceso termofílico. Los componentes sólidos son hidrolizados y acidulados . Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales por el uso de paja, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, utilización de cosechas generadoras de energía, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . Patente de EUA 5,782,950 describe la fermentación de desechos biológicos por una homogenización, aereación y calentamiento de la masa. El desecho es fraccionado en una fracción líquida y una sólida. Los sólidos son transformados en abono. Los líquidos son fermentados por un proceso anaerobico mesofílico y termofílico con producción de biogas. El agua de desecho es recirculada del reactor de biogas al proceso de homogenización. El agua de desecho del reactor de biogas es tratada en una instalación de una planta de clarificación. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, utilización de cosechas generadoras de energía, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . Patente de EUA 5,853,450 describe un método para producir abono pasteurizado a partir de desechos orgánicos y materiales de plantas verdes. El pH del orgánico es aumentado a 12 y calentado por arriba de 55 grados C. Cuando el material de plantas verdes es adicionado el pH es bajado a 7-9.5. La mezcla es fermentada. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales separación de amoniaco antes de la producción de biogas, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural. Patente de EUA 5,863,434 describe un método para estabilizar los desechos orgánicos por degradación en un proceso anaeróbico psicrófilo. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . Patente de EUA 6,071,418 describe un método y un sistema para el tratamiento de estiércol con ozono en una ruta que induce una zona aeróbica y una anaeróbica dentro del material. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en ios cobertizos de animales, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural .

Patente de EUA 6,171,499 describe un método mejorado para fermentar desechos domésticos e industriales. El desecho es digerido anaerobicamente con producción de biogas, el cual es utilizado en una turbina de gas en combinación con gas natural . El material fermentado es deshidratado y el lodo es desviado a una planta de incineración. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural. O8400038 describe la producción de biogas y fertilizantes desgasificados y estabilizados. La degradación termofílica ocurre en un reactor interior y la degradación mesofílica en un reactor exterior. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . WO8900548 describe la utilización de iones de calcio y magnesio en la producción de biogas . Los iones metálicos inhiben la producción de espuma. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . O9102582 describe una planta y un método para producir gas y evitar la dispersión de compuestos perjudiciales en los alrededores mediante el lavado del gas . Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . W09942423 describe un método y una planta para la producción de biogas. Las fibras y partículas del estiércol son abono y la fracción líquida es fermentada anaeróbicamente, separada del nitrógeno. Las sales de P y K son utilizadas para fertilizantes por osmosis inversa. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . www. igb. fhg.de/Uwbio/en/Manure .en.html describe un proceso para producir biogas a partir de estiércol. Del estiércol degasificado la fracción sólida es usada para producir abono. De la fracción líquida el nitrógeno es recolectado y es usado como fertilizante. Puede utilizarse un decantador centrífugo para separar los componentes sólidos de la mezcla. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural. htt : //riera . ceeeta.pt/images/ukbio mass .htm describe una producción de biogas por degradación anaeróbica. Puede ser usado un decantador centrífugo en el sistema. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . www.biogas . ch/f+e/memen. htm describe posibilidades para reducir una mezcla de componentes sólidos. Son mencionados un reactor de disco rotatorio, un reactor de película fija, ultrafiltración y osmosis inversa. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . www. biogas . ch (f+e/grasbasi . htm describe la degradación anaeróbica de cosechas generadoras de energía ensiladas y estiércol con la producción de biogas . Dos procesos son descritos: 1. Las cosechas generadoras de energía ensiladas son cortadas de 1-3 cm y enviadas a una fracción líquida conteniendo estiércol. La mezcla es fermentada a 35° C. 2. Una fermentación seca del estiércol y las cosechas generadoras de energía ensiladas sin adicionar líquido posteriormente. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . ww . biogas . ch/f+e/2stede . htm describe la producción de biogas. El desecho orgánico es hidrolizado y acidulado en un cribador rotatorio de donde la fracción líquida contenida es dirigida a la degradación anaerobica con la producción de biogas. Un sinnúmero de aspectos de la invención no están descritos por esta referencia. Esta aplica, entre otras cosas, al pre-tratamiento como es la hidrólisis alcalina, bienestar en los cobertizos de animales, separación de amoniaco antes de la producción de biogas, prevención de la formación de estruvita, etc., y el uso de biogas directo en una máquina local de gas o en un ducto instalado para gas natural . BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN. La presente invención demostrará una nueva vía de utilización de cosechas generadoras de energía, a saber a través de una co-digestión anaerobica en plantas de biogas a escala en granjas con estiércol animal. El proceso también incluye la separación de lodos, esto es, refinamiento de nutrientes en el estiércol animal . La invención también puede ser usada para co-digestión de esqueletos animales, harina de carne y hueso, etc., mientras que al mismo tiempo facilita la producción de fertilizantes producidos a partir de los desechos animales junto con. las cosechas y estiércoles, etc. El proceso diseñado hace posible el uso de forraje de cosechas anuales tales como remolacha, maíz, o pastos, todas las cosechas con un rendimiento de material seco por hectárea superior que el de los cereales de granos. Los forrajes de cosechas también son beneficiosos como "cosechas verdes" y en rotación de cosechas. El potencial de energía cuando se utiliza el descanso de la tierra para producción de cosechas generadoras de energía será demostrado por el presente concepto. La visión central y obvia - bajo una amplia variedad de circunstancias - es que la producción de biogas basada en este concepto será en el futuro competitiva comparada con el uso del gas natural y así comercialmente atractivo y preferiblemente no subsidiado. También se tiene la visión de que la producción de energía constituirá una parte substancial del consumo de energía danés, esto es, del mismo orden de magnitud del uso' de gas natural (aproximadamente 150 PJ anualmente) . Además de este hecho están los beneficios en términos ambientales, bienestar animal y seguridad de alimentos . Parsby ha estimado un potencial de energía cuando utiliza cosechas generadoras de energía, en particular cereales de granos, de 50-80 PJ anuales. A corto plazo esto requiere 150,000 ha y en el largo plazo un área de 300,000 ha. Sin embargo, basados en un rendimiento de material seco de 15 toneladas por ha. de remolacha incluyendo coronas para ser digeridos en plantas de biogas el potencial de energía será aproximadamente de 100 PJ anualmente. La energía del estiércol co-digerido será agregada a esta (aproximadamente 25 PJ) . Con los nuevos cultivos de remolacha el rendimiento de materia seca puede exceder substancialmente los niveles presentes, esto es, rendimientos del orden de 25 toneladas por hectárea. El corazón de la invención es una combinación de procesos que permite incrementar la producción de biogas, separación de amoniaco y adicionalmente un uso y procesamiento subsecuente opcional de los remanentes separados y digeridos (el agua rechazada) . Es característico que el corazón de la invención permite adicionalmente procesos simples y robustos para ser integrados con el corazón de la invención. Se logra una planta de energía simple o compleja con resultados energéticos y económicos sobresalientes comparada con plantas convencionales. La planta de energía es adicionalmente integrada con la administración de propietarios de animales y tierra agrícola. A partir de aquí un sinnúmero de aspectos constituyen la invención. En un primer aspecto preferido la invención puede ser aplicada para combatir infecciones y la distribución de microbios y parásitos patógenos animales tales como bacteria campylo, Salmonela, Yersinia, Ácaris y organismos microbianos y parásitos en el aire y tierra agrícola. La amenazaa humanos de ser infectados es así reducida, si no es que eliminada. En un segundo aspecto preferido, la invención puede ser aplicada a reducir los priones BSE contenidos en estiércoles, forrajes, desechos de rastros, harina de carne y hueso, etc. Esto se obtiene por una combinación de pre-tratamiento y digestión. Como parte de este aspecto, la presente invención provee una posibilidad para el manejo de esqueletos animales, desechos de rastros, etc., el cual posibilita la explotación de los nutrientes contenidos en los esqueletos animales como fertilizantes. La reducción y/o eliminación de los priones BSE contenidos en los esqueletos animales, harina de carne y hueso, etc., pero también en estiércoles, forraje, desechos de rastros, etc., durante el proceso de la invención es un prerrequisito para esta manera de manejo de desechos. Esto se obtiene de acuerdo con la invención por una combinación de pre-tratamiento y digestión. Este procedimiento es una alternativa para el presente procedimiento (sin embargo ahora presentemente prohibida por la comisión de la UE) de procesamiento de esqueleto animal en plantas centrales y produciendo varios productos tales como harina de carne y hueso para ser usada principalmente como alimento animal. En un tercer aspecto preferido, la invención puede ser aplicada para separar los principales nutrientes nitrógeno (N) y fósforo (P) del estiércol animal y refinar los nutrientes a productos fertilizantes de calidad comercial. En un cuarto aspecto preferido, la invención puede ser aplicada a producir grandes cantidades de biogas a partir de un amplio rango de substratos orgánicos incluyendo todos los tipos de estiércol animal, cosechas generadoras de energía residuos de cosechas y otros desechos orgánicos . En un quinto aspecto preferido, la invención puede ser aplicada para asegurar bienestar y salud animal óptimos cuando hay establos en cobertizos de animales mientras al mismo tiempo reduce la emisión de polvo y gases tales como amoniaco. Esto se obtiene por flujo o recirculación del agua eliminada a través de los cobertizos de animales. En un sexto aspecto preferido, la invención puede ser aplicada para beneficiarse de todo el rango de ventajas asociadas con varios aspectos de la invención. En aspectos adicionales preferidos cualquier combinación del corazón de la invención con cualquiera de uno o más de los aspectos de la invención mencionados pueden ser preferidos .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS. La Fig. 1 muestra un modalidad presentada de la presente invención. En esta modalidad, el estiércol, preferentemente en la forma de un lodo, generado en una casa o establo (1) por la defecación de animales, incluyendo animales domésticos, tales como cerdos, borregos, caballos, cabras, ovejas; y/o aves incluyendo gallinas, pavos, patos, gansos y similares, es transferido a cualquiera o a ambos de un primer tanque de pre-tratamiento (2) y/o a un segundo tanque de pre-tratamiento (3) . Los principios operados son que el estiércol, preferentemente en la forma de un lodo incluyendo, en una modalidad, agua tal como agua rechazada usada para el limpiado de la casa o establo, es desviada al primer tanque de pre-tratamiento que comprende un tanque separador, donde el amoniaco es separado por medio de la adición al tanque separador de por ejemplo CaO y/o Ca(OH)2. Sin embargo, la adición de CaO y/o Ca (OH) 2 al lodo puede también tomar lugar antes de la entrada del lodo al primer tanque de pre-tratamiento o tanque separador. En el mismo momento que la adición de CaO y/o Ca(OH)2, o en una etapa posterior, el tanque de pre-tratamiento que comprende el tanque separador es sujetado a separación y/o calentamiento, y el N o amoniaco separado es preferiblemente absorbido antes de ser almacenado en un tanque separado (11) . El N separado incluyendo amoniaco es preferiblemente absorbido a una columna en el tanque separador comprendido en el primer tanque de tratamiento antes de ser dirigido al tanque separado para almacenamiento. Los materiales orgánicos dificultan la digestión por organismos microbianos durante la fermentación anaeróbica, son preferentemente pre-tratados en un segundo tanque de pre-tratamiento (3) previo a ser enviados al primer tanque de pre-tratamiento (2) que comprende el tanque separador como se describió anteriormente. Tales materiales orgánicos típicamente comprenden cantidades significantes de ejemplo: celulosa y/o hemicelulosa y/o lignina por ejemplo: más del 50% (p/p) de celulosa y/o hemicelulosa y/o lignina por peso de material orgánico seco, tal como paja, cosechas incluyendo maíz, desechos de cosechas y otros sólidos, materiales orgánicos . El amoniaco que incluye N es subsecuentemente separado del material orgánico pretratado. En ambos, el primer y el segundo tanques de pre-tratamiento, el lodo es sujetado a hidrólisis térmica y alcalina. Sin embargo, la temperatura y/o la presión es significativamente alta en el segundo tanque de pre-tratamiento, el cual es por lo tanto preferentemente diseñado como un sistema cerrado capaz de sostener presiones altas.

Finalmente, el lodo habiendo sido sometido a un pre-tratamiento como se describió anteriormente es preferentemente enviado a por lo menos un reactor termofílico (6) y/o a por lo menos un reactor mesofílico de biogas (6) . El lodo es subsecuentemente digerido anaeróbicamente en los reactores paralelamente con la producción de biogas, ejemplo: gas consistiendo principalmente de metano opcionalmente que comprende una pequeña fracción de dióxido de carbono. El (los) reactor (es) de biogas preferentemente forman parte de una planta e energía para aumentar la producción de energía a partir del substrato de material orgánico. El biogas puede ser desviado a una máquina de gas, y la energía generado de esta máquina puede ser usada para calentar el tanque separador. Sin embargo, el biogas también puede ser enviado a un sistema comercial de ductos de biogas abasteciendo a consumidores domésticos y comerciales . Los remanentes de la fermentación anaeróbica, todavía en la forma de lodo que comprende líquidos y sólidos, son preferentemente enviados, en una modalidad presentada, a por lo menos un decantador centrífugo (7) para separar los sólidos y los fluidos. Un resultado de esta separación es por lo menos una fracción semi-sólida que comprende casi exclusivamente P (fósforo) , tal como por lo menos una fracción semi-sólida que comprende preferentemente más del 50% (p/p) P (12) . En la misma etapa (7) , o en otra etapa de separación con decantador centrífugo (8) por lo menos una fracción semi-sólida preferentemente que comprende casi exclusivamente K (potasio) , así como por lo menos una fracción semi-sólida que comprende más del 50% (p/p) de K (13) también es obtenida preferentemente. Estas fracciones, preferentemente obtenidas en la forma de granulos después de la etapa de secado, incluyendo una etapa de secado por rociado o una etapa de secado de lodo, preferiblemente comprende P y/o K en pureza comercialmente aceptable lista para usarse en fertilizantes comerciales (10) . Tales fertilizantes pueden ser rociados sobre cosechas o tierras agrícolas. Los líquidos (9) también resultantes de la etapa de separación con decantador centrífugo, tal como el agua rechazada, también pueden ser enviados a campos agrícolas, ellos pueden ser regresados al establo o casa animal, o a un sistema de tratamiento de aguas residuales. En una modalidad adicional el primer tanque de pre-tratamiento puede ser abastecido con material orgánico de los tanques de almacenamiento (4) que comprende materiales orgánicos fermentables . La desviación de tales materiales orgánicos a los tanques de pre-tratamiento puede comprender una etapa incluyendo una fermentación anaeróbica tal como por ejemplo: un tanque de fermentación termofílica capaz de remover los gases del silo. Adicionalmente, la paja y por ejemplo desechos de maíz originados en los campos agrícolas (5) también pueden ser enviados a establos o cobertizos de animales y posteriormente al primer y/o segundo tanque de pre-tratamiento . La Fig. 2, ilustra una modalidad esencial como la descrita en la Fig. 1, con la diferencia que solamente el (P) es recolectado después de la separación con el decantador centrífugo, y el agua en la forma de agua rechazada es recolectada en un tanque separado para purificación posterior, incluyendo remoción posterior de N, remoción de olores, y la mayoría de los sólidos remanentes. Esto puede ser hecho, por ejemplo: por fermentación aeróbica. El potasio (K) puede ser separado de los líquidos en esta etapa. La Fig. 3 ilustra un modalidad que comprende un planteamiento simplificado del sistema de separación combinado de biogas y lodo de acuerdo con la presente invención. En esta modalidad, no son usados termentadores de biogas, y los sólidos resultantes del pre-tratamiento en los tanques de pre-tratamiento uno (2) y/o dos (3) están sometidos a separación por decantación centrífuga (4 y 5) seguido de la separación de N incluyendo amoniaco y la recolección de este en un tanque separado (8) . Son obtenidas separadamente y por lo menos fracciones semi-sólidas que comprende P y K (9 y 10) . La Figura 4 ilustra una modalidad en donde el potasio (K) no se separa después de una separación centrífuga en decantador como se describe por la modalidad ilustrada en la figura 3. La separación adicional del potasio del agua de rechazo posteriormente recolectada es sin embargo posible. Las figuras 5 y 6 ilustran una modalidad preferida del sistema de conformidad con la invención. Los componentes individuales se describen en la presente en detalle. Las modalidades preferidas adicionales de la presente invención se describen con mayor detalle a continuación.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a diversos aspectos individuales como se describen en la presente además a continuación .

El primer aspecto (saneamiento) El primer aspecto incluye un sistema que consiste de un primer dispositivo, una casa o establo para la cría de animales incluyendo animales domésticos tales como cerdos y ganado, y/o un segundo dispositivo, principalmente para la separación del amoniaco y el pre-tratamiento del substrato y/o un tercer dispositivo principalmente una planta de energía para la producción mejorada de energía a partir del substrato . El sistema puede consistir preferiblemente de una casa para animales y un tanque agotador y un reactor de biogas.

Los componentes adicionales pueden incluir un dispositivo para la adición de CaO o Ca(OH)2 a la solución espesa, una columna de absorción operada sobre la base de por ejemplo, ácido sulfúrico, un tanque de almacenamiento para el concentrado de amoniaco, y un tanque de almacenamiento para la solución espesa digerida. El biogas producido puede usarse deseablemente para la producción de corriente y calor en un motor y generador de gas, la corriente se vende preferiblemente a una red, y el calor se usa preferiblemente para , el calentamiento de por ejemplo, úna solución espesa y/o cobertizos de animales. La planta de energía de conformidad con la invención tiene un desempeño sobresaliente en términos de la producción de energía por substrato de unidad tratado en la planta. El desempeño sobresaliente se alcanza por una combinación del pre-tratamiento del substrato a digerirse, ya sea estiércoles animales u otros substratos, con el separación de amoniaco a partir del substrato antes de la digestión anaerobica. Las ventajas asociadas con la presente invención se describen en mayor detalle en la presente a continuación. Un aspecto central del aspecto de saneamiento de la invención es un pre-tratamiento que comprende - solo o en combinación diversas etapas individuales de pre-tratamiento descritas en detalle en lo siguiente: Pre-tratamiento de la solución espesa después de la eliminación de los cobertizos de animales puede incluir alguna o más de las siguientes etapas: 1) separación de amoniaco, 2) hidrólisis de la materia orgánica, 3) saneamiento de la solución, espesa, 4) reducción de la formación de espuma, 5) floculación, S) precipitación de P y 7) prevención de la formación de estruvita. Los principios de trabajo son que la solución espesa se desvía del primer dispositivo a un tanque agotador, en donde el amoniaco se agota por medio de la adición de CaO o Ca(OH)2, la separación y el calor se absorben en una columna antes de almacenarse en un tanque. Al mismo tiempo la solución espesa se somete a una hidrólisis térmica y de álcalis, preferiblemente por el uso de un horno de cocción con cal. Finalmente, la solución espesa pre-tratada se desvía al tercer dispositivo, que consiste de uno o dos reactores de biogas de termófilas/mesófilas, en donde la solución espesa se digiere anaerobicamente bajo la producción de biogas, esto es, el gas consiste principalmente de metano con una fracción más pequeña de dióxido de carbono. El biogas se desvía a un motor de gas, el calor de este motor se usa para calentar el tanque agotador. La corriente producida se vende a la red. Ya que la paja y posiblemente también el aserrín son una fracción importante de los desechos concentrados de ganado y de fincas de aves de corral, existe una necesidad de un pre-tratamiento específico de estos estiércoles antes de su uso óptimo como un substrato para la producción de metano en plantas de biogas. El calentamiento a presión con cal representa un método preferido de pre-tratamiento a este respecto. Los desechos concentrados tratados por esta tecnología, se pueden hacer así disponibles para la producción de metano en una forma más eficiente y resultan en una producción creciente de biogas. Adicionalmente, se asegura que el ácido úrico y la urea se disocian a amoniaco, y que las proteínas y otras substancias se disuelven. Se asegura por lo cual que el nitrógeno inorgánico de los desechos concentrados se pueda recolectar en el N-concentrado por el proceso de separación de amoniaco. La disponibilidad del nitrógeno en el desecho concentrado y en los forrajes para aves de corral para cosechas agrícolas por lo tanto se incrementa substancialmente . Se estima que la eficiencia potencial de uso se puede incrementar hasta alrededor del 90% como es el caso para los otros estiércoles tratados en la planta de separación de biogas y de solución espesa de conformidad con la presente invención. Alternativamente, puede ser apropiado digerir el estiércol de aves de corral en el primer reactor mesófilo o termófilo antes de pasar al tanque agotador. Esto depende de la calidad del forraje y el grado al cual el ácido úrico se disocia debido a los dos tratamientos diferentes. La experiencia obtenida después de algún tiempo de trabajo de la planta, debe aclarar esto. Es importante fortalecer la versatilidad de la planta lo cual permite que se traten todo tipo de estiércoles y cosechas generadoras de energía. La construcción técnica es relativamente sencilla, debido a que una banda transportadora equipada con una macerador, todos hechos de acero a prueba de ácidos y de corrosión, transporta la biomasa dentro de un calentador con cal en donde la masa se calienta por una inyección a vapor hasta 180-200°C. La presión se vuelve de 10-16 bar durante los 5-10 minutos necesarios para que la masa se trate. La unidad a construirse debe poder producir temperatura y presiones en el . intervalo de temperatura de 100-200°C. Con ello es posible ajustar el tratamiento a las biomasas diferentes a digerirse en la planta de conformidad con la invención, bajo una consideración debida al uso de energía, formación de alquitrán y parámetros técnicos. La formación de espumas representa un problema común en la plantas de biogas. Una elección preferida para el control de la formación de espuma en la plantas de biogas, en particular cuando se suministran con grandes cantidades de biomasa de por ejemplo, cosechas generadoras de energía, es el aceite de colza, que además del efecto de control de espuma, también es un substrato para la formación de gas metano. Los iones de calcio también son muy eficientes en el control de la espuma como lo son muchas sales. Una medida preferida para el control de la espuma de la presente invención es Ca(OH)2 y/o CaO, además de los otros efectos mencionados previamente. El complemento de la solución espesa con iones de calcio, también se cree que estimula la formación de flóculos y la adhesión bacteriana a partículas orgánicas y así el desempeño de la digestión anaeróbica. De esta manera, si se necesita un control adicional de espuma y/o floculación en el proceso, debido a una producción muy alta de gas, se pueden suministrar los fermentadores directamente con calcio y/o aceite de colza. La adición de Ca (OH) 2 o CaO también conducirá a la precipitación de bicarbonato como CaC03. Esto reduce la concentración de C02 en solución, y en la fase gaseosa y contribuye a la reducción de formación de espuma a través de emisiones reducidas de bióxido de carbono. La adición de Ca(OH)2 o CaO en conjunto con el separación de amoniaco y la saneamiento de la solución espesa, también conducirá a la precipitación de ortofosfatos, esto es, P(P04") disueltos. Estas partículas de fósforo se pueden suspender en la solución espesa así como en otros flóculos . El uso del calcio conducirá también a una reducción limitada de la demanda química de oxígeno (COD) , que significa que el calcio precipita a otras sales más que solamente al ortofosfato. ¦ Se cree que independientemente de las diferencias químicas, entre diversos productos orgánicos de desecho, un tratamiento simple térmico y en particular un tratamiento con calor en combinación con una hidrólisis de álcalis, conducirá a un rendimiento creciente del gas. Además, una combinación de altas temperaturas y alto pH durante el pre-tratamiento, se cree que resulta en una saneamiento más efectiva del material orgánico en comparación solamente con la digestión anaeróbica, ya sea termófila o mesófila. Se debe observar que en la Orden Reguladora no. 523 del Ministerio Danés de Medio Ambiente y Energía, se establece que una saneamiento controlada consiste de un tiempo de residencia de 1 hora a 70°C. En vista de ello, un tratamiento de conformidad con las modalidades preferidas de la invención, consiste de un tiempo de residencia de una semana a 70°C antes de que se crea que dos digestiones anaeróbicas subsecuentes (termo o mesofílicas) eliminen completamente todos los microbios veterinarios y/o humanos conocidos y los patógenos zoonóticos. Preferiblemente, los priones BSE también se eliminan o al menos se reducen significativamente en número . El resultado global es que todos los organismos infecciosos en la solución espesa se eliminan, y por lo tanto no se esparcen al medio ambiente cuando el estiércol se aplica a la tierra. Esto también hace posible limpiar el primer dispositivo (los cobertizos de animales) con la solución espesa digerida con objeto de mantener los sitios, etc., limpios. Las infecciones cruzadas entre animales se previenen así. También se permite un uso adicional de agua para enjuagar los sitios y animales, salidas de aire, etc., con efectos en evitar emisiones al aire de olor, polvo, y agentes infecciosos . Esto es posible debido a que las soluciones espesas con agua adicional no se debe almacenar hasta periodos en donde se permite la aceleración de la tierra. La solución espesa sin nitrógeno puede distribuirse a la tierra a lo largo del año. Sin embargo en el primer aspecto es el tratamiento y así la esterilización de la solución espesa lo que se prefiere con objeto de permitir una distribución posterior en los campos agrícolas. Estará claro que la presente invención se refiere a una diversidad de aspectos diferentes, que constituyen individualmente o en combinación, invenciones patentables por su propio derecho. La sección a continuación contiene una descripción de diversas partes iguales (componentes) de un aspecto de la presente invención. Un panorama de los componentes se da en las figuras 5 y 6.

Se entenderá que los componentes seleccionados pueden formar la base para otros aspectos de la presente invención. La invención no debe limitarse de ninguna manera a la combinación de la lista completa de componentes descritos en la presente a continuación. Estará claro a partir de la descripción cuando otros aspectos de la invención, se refieren a solamente algunos de los componentes descritos en la presente a continuación. Los ejemplos no limitativos de tales aspectos incluyen dispositivos para la concentración de N (nitrógeno) y/o P (fósforo) y/o K (potasio) ; la generación de energía con base en los componentes del tanque agotador, el calentador con cal y el termentador, y el procesamiento de agua de rechazo/para el bienestar de los animales. También se entenderá que los aspectos a continuación que se relacionan entre otras cosas, al aspecto de saneamiento, no necesariamente tienen que comprender todos los componentes ilustrados a continuación. También se entienden los aspectos relacionados a la saneamiento para comprender una combinación de solamente algunos de los componentes descritos en la presente a continuación.

Cobertizos de animales Los cobertizos de animales (número de componente 1) sirven para proporcionar una seguridad óptima del alimento y calidad del alimento, condiciones de trabajo y de bienestar óptimas para los animales para el personal de trabajo en los alojamientos, una administración óptima de la solución espesa, adecuada para el tratamiento en la planta de GreenFarmEnergy, y una reducción de las emisiones al medio ambiente externo hasta un mínimo (amoniaco, polvo, olor, metano, bióxido de nitrógeno y otros gases) . El sistema de alojamiento puede consistir de una o más casa de destete temprano con un total de 10 secciones designadas para producir 250 unidades de ganado anualmente. Cada sección aloja por ejemplo, a 64 lechones (7-30 kg) o 320 cerdos para rastro (30-98 kg) . Se puede esperar una cantidad de alrededor de 10,000 m3 de solución espesa para producirse anualmente. Además de este volumen, se debe reciclar una cantidad de 5-10,000 m3 de agua de proceso a través de los cobertizos . Las siguientes condiciones principales se deben encontrar preferiblemente por el sistema de alojamiento. 1) Sistema de 2 climas: Los sitios deben diseñarse preferiblemente como sistemas de 2 climas. El extremo posterior de los sitios se debe equipar con una cobertura ajustable proporcionando una oportunidad para que los cerdos escojan entre un ambiente relativamente tibio bajo la cubierta y un ambiente relativamente frío en el resto del sitio. La diferencia de temperatura debe estar en el rango de 5-10°C.

Cuando los lechones han crecido hasta alrededor de 30 kg, la cobertura se debe usar para permitir temperaturas generalmente más frías en la casa animal como tal . Los cerdos se deben mantener tibios bajo la cubierta. Al permitir temperaturas más frías, es posible incrementar la ventilación también durante periodos de ambiente más frío. 2) Ocupación: A los cerdos se les ofrece preferiblemente pastura de un dispositivo automático. El comportamiento de búsqueda y de cavado se estimulan con lo cual, debido a que deben recolectar la pastura del dispositivo automático por ellos mismos. La pastura también sirve como una fuente de energía en la planta de energía. 3) Calentamiento: El calor de la planta de energía se recicla preferiblemente a los cobertizos de los animales. El calor se puede suministrar por 2 sistemas de circulación separados. Uno se localiza bajo la cubierta a 30-35°C lo cual proporciona a los cerdos un microclima confortable, mantiene el piso seco y reduce el crecimiento bacteriano en el piso. El segundo proporciona calor al espacio aéreo global en la casa por medio de tubos a lo largo de las paredes de la casa. La segunda circulación se acopla al control de ventilación. 4) Regaderas: Se establecen preferiblemente regaderas sobre de las persianas, lo que cubre, ½ del área total del piso. Esto motiva a los cerdos a dejar el estiércol en las persianas en lugar de en el piso sólido. El agua de la regadera lavará el estiércol en los canales evitando mal olor, pérdidas de amoniaco, etc. Los pisos sólidos limpios reducen substancialmente las posibles infecciones de patógenos en el estiércol tal como Salmonella, Lavsonia etc. 5) Limpieza: Los canales de estiércol se limpian preferiblemente varias veces al día. Se suministra por la limpieza de canales con agua de proceso de la planta de energía. El estiércol se desvía a una canal central a través de una válvula. 6) Diseño del canal: La superficie del estiércol se reduce por el uso de canales en forma de V y una limpieza óptima de los canales que se logra al mismo tiempo. Esto es medular para la reducción de emisiones de los cobertizos animales. 7) Ventilación: La ventilación se diseña de manera que el 20% de la ventilación máxima se desvía bajo y a través de las persianas en una de las barracas de ventilación central, entre los canales dobles en V. En 60-80% del año, es suficiente un 20% de la ventilación máxima para proporcionar una ventilación amigable. 8) Alimentación: Se proporciona alimento por un equipo de alimentación en húmedo lo que proporciona forraje ad libitum. Tanque de Recolección de la Solución Espesa La función de un tanque de recolección de solución espesa (número de componente 2) es recolectar la solución espesa de los lavados diarios de los cobertizos de animales, y trabajar como un amortiguador antes de bombearlo al tanque de recepción principal. La solución espesa de desvía al tanque de recolección por medio de gravedad. El volumen puede ser cualquier cosa adecuada tal como por ejemplo, 50 m3. El tanque se puede hacer de concreto y se puede colocar debajo del piso en los cobertizos de animales, de manera que la solución espesa de los cobertizos se puede desviar al tanque de recolección por medio de gravedad.

Tanque de Recepción Principal La solución espesa del tanque de recolección se bombea preferiblemente al tanque de recepción principal (número de componente 3) . También se pueden agregar otros tipos de estiércol/desechos líquidos al tanque de recepción de otras granjas/plantas. La opciones son soluciones espesas de visón, soluciones espesas de ganado, molasas, vinazas, ensilados, etc. Esto se transporta al tanque de recepción por carros y se carga directamente dentro del tanque de recepción. El volumen/capacidad es cualquier cosa adecuada, tal como por ejemplo, alrededor de 1.000 m3. El nivel en el tanque agotador controla preferiblemente una bomba, que bombea las soluciones espesas desde el tanque de recepción. El ajuste de la dosis puede ser manual o automático. La capacidad máxima puede ser cualquier cosa adecuada bajo las circunstancias.

Adición de CaO Cuando la solución espesa se va a bombear desde el tanque de recepción 1 al tanque agotador, se agrega cal a la solución espesa con objeto de incrementar el pH. El múltiple de adición de cal se ajusta preferiblemente para agregar 30-60 g CaO/Kg TS . La cal se suministra preferiblemente como un polvo que se puede soplar en el silo desde del carro. El volumen/capacidad del silo puede ser por ejemplo, alrededor de 50-75 m3. La dosis de 30-60g/kg de TS corresponde aproximadamente a 6-12 kg de CaO por hora por una capacidad de solución espesa de 3,5 m3/ con 6% TS . Cuando se agrega directamente a la solución espesa (6% TS) , la dosis de cal es de alrededor de 60 g/ kg TS en rendimiento (alrededor de 8,8 kg CaO por hora) . Sin embargo se prefiere agregar la cal directamente a la esterilización por presión del álcali y la unidad de hidrólisis. Cuando se agrega directamente la cal a la unidad de presión (los medios E sostienen 20-70% de TS) , la dosis de cal es de alrededor de 30-60 g/kg de TS. 60 g /kg d.m. equivalen a alrededor de 342 kg de CaO por lote, mientras que 30 g/kg d.m. equivalen a alrededor de 171 kg de CaO por lote.

Instalación del Balance El balance (número de componente 5) debe pesar preferiblemente los medios E de entrada (material orgánico que contiene energía) . Los proveedores especificarán preferiblemente el tipo de medios que se suministran a la planta, esto es, desechos concentrados, cosechas generadoras de energía, etc. de diversas clases. La descripción se hará al seleccionar los medios E relevantes en un panel de control . De acuerdo con el registro de proveedores en el panel, el peso de los medios E recibidos incluyen la especificación de los medios que se registran. El control así especifica para cada medio E (ver la hidrólisis de álcalis) : • El potencial de energía. · El tiempo de calentamiento requerido. • El tiempo de retención requerido. Estación de Recepción para Desechos Concentrados y Cosechas Generadoras de Energía La estación de recepción (número de componente 6) recibirá los desechos concentrados de por ejemplo, aves de corral u otros animales así como cosechas generadoras de energía. La estación es preferiblemente un silo grande equipado con diversas bandas transportadoras en el piso. Los carros vaciar n su carga de los medios E directamente en el silo. El volumen/capacidad puede ser cualquier cosa adecuada bajo las circunstancias tal como por ejemplo, una capacidad anualizada de medios E (alrededor de 51.5% TS) de alrededor de 9,800 toneladas. El volumen del silo puede ser desde varios metros cúbicos hasta alrededor de 100 m3, correspondiente a una capacidad de 3 días (65 h) . los materiales son preferiblemente de concreto/acero. Silo para las Cosechas Generadoras de Energía El silo para las cosechas generadoras de energía (número de componente 7) sirve para proporcionar medios de almacenamiento para las cosechas generadoras de energía. Las cosechas se conservan preferiblemente como ensilados. El volumen/capacidad puede ser por ejemplo, desde alrededor de 5,000-10,000 m3. El silo puede ser un compartimiento cerrado del cual el jugo del ensilado se recolecta y se bombea al tanque de recepción. Sistema de Homogenización y Transporte para Desechos Concentrados y Cosechas generadoras de energía El sistema de transporte y homogenización (componente número 8) para desechos concentrados y cosechas generadoras de energía recibe preferiblemente los medios E de las bandas transportadoras en el piso de la estación de recepción. Los medios E se pueden transportar por bandas transportadoras adicionales a la unidades de cocción y al mismo tiempo macerarse preferiblemente por un macerador integrado. La capacidad/volumen puede ser cualquier cosa requerida bajo las circunstancias incluyendo alrededor de 1,5 m3 de medios E/hora, o 8.200 toneladas de medios E/año. La capacidad del sistema de homogenización-transporte es preferiblemente no menor alrededor de 30 m3/hora. Tres parámetros fundamentales controlarán la adición de medios E, esto es, el volumen, peso por volumen y tiempo. A partir de estos parámetros el volumen por unidad de tiempo, el tiempo y así el volumen total y el peso se establecerán. Esterilización de la Presión de Alcalis y Unidad de Hidrólisis La esterilización por presión de álcalis y unidad de hidrólisis (número de componente 9) servirá para dos propósitos fundamentales, esto es, primeramente la eliminación de patógenos microbianos en los medios E, en particular en desechos concentrados de diversas aves de corral u otras producciones de animales, y en segundo lugar al mismo tiempo componentes estructurales de hidrólisis de los desechos con objeto de hacerlos disponibles para la degradación microbiana en los fermentadores . La unidad también eliminará preferiblemente o al menos reducirá substancialmente los priones de BSE si están presentes en los desechos introducidos en la planta. Tales desechos incluyen harinas de huesos y de cueros, grasas anímales o productos similares del procesamiento de animales que no se usan para el consumo.

El llenado del esterilizador a presión se suministra por el sistema de transporte y/o homogenización, que transporta medios E de acuerdo con el tipo de los medios E como se define en la instalación del balance. Las unidades de cocción a presión consisten de 2 unidades idénticas, esto es, dos cámaras horizontales tipo tubos alargados con un tornillo central. Los dos tubos se sujetan en la parte superior del otro con objeto de proporcionar una carga fácil del tubo inferior. Las unidades se cubren por una tapa hueca en el lado hacia abajo. La tapa debe desviar el calor a los medios del vapor bajo la tapa. Se agrega cal a la unidad de cocción superior del silo de CaO, esto es, 342 Kg por lote. El tubo inferior recibe medios E pre-calentados de la unidad superior. La unidad inferior se vacía dentro de un tanque mezclador pequeño que contiene 25 m3. Aquí los medios E se mezclan con una solución espesa del tanque de recepción 1, la mezcla se bombea posteriormente dentro del tanque agotador. El tubo de CaO contiene una derivación de manera que el CaO puede agregarse directamente dentro del recipiente de mezclado debajo de los dos tubos. La cámara de mezclado se usa para mezclar los medios E esterilizados y la solución espesa cruda del tanque de recepción para proporcionar una biomasa homogénea y reutilizar el calor de los medios E.

Los parámetros del proceso central son el contenido de materia seca de los medios E, temperatura, presión y pH. A partir de un amplio rango de combinaciones posibles, el ajuste de los parámetros óptimos es una temperatura de 160°C, presión de 6 bares, contenido de materia seca de aproximadamente 30% y pH de aproximadamente 12. El tiempo de retención de la unidad de esterilización consiste de diversas fases: 1. Tiempo de llenado: 2. Tiempo de precalentamiento en el tubo superior: 3. Tiempo de calentamiento en el tubo inferior: 4. Tiempo de retención a la temperatura seleccionada y presión: 5. Tiempo de liberación de la presión: 6. Tiempo de vaciado y 7. Tiempo CIP. La fase de llenado consiste del tiempo requerido para transportar los medios E dentro del esterilizador de presión y mezclarlo con la. solución espesa agregada. El tiempo de llenado debe ser aproximadamente 10 minutos, después del llenado los medios E se deben calentar hasta 160°C a 6 bares. El precalentamiento toma lugar en un tubo superior y el calentamiento final en el tubo inferior. El tiempo de calentamiento se espera que sea de aproximadamente 30-40 minutos . El tiempo de retención de la temperatura y presión deseada debe ser de aproximadamente 40 min (a 160°C y 6 bares) .

El tiempo de liberación de presión de aproximadamente 10 minutos. La presión se libera en el tanque separador. Se logra el vaciado al correr los transportadores de banda . Tiempo CIP. La limpieza se efectúa ocasionalmente, de manera general pero no necesaria. El volumen del calentador a presión es de 10 m3 por unidad, y el grado de llenado es de aproximadamente 75-90%. El volumen del recipiente de mezclado es 25 m3. Un ejemplo de las condiciones de operación se ilustran a continuación.

En el panel para proveedores en donde los medios E se registran la siguiente se debe definir preferiblemente para el control de la unidad de esterilización: peso, volumen, y tipo de los medios. Así es posible definir a cada medio E transportados al horno de cocción a presión el : - Potencial de energía para cada medio E.

Tiempo de calentamiento necesario. Tiempo de retención necesario. Tiempo de mezcla necesario con la solución espesa. - Uso necesario de energía dependiendo de los medios ?. - Grado de llenado, señal del radar/calibrador de microondas . - Valores empíricos basados dependiendo de la observación visual por el operador. Tanque de Mezclado para los Medios E Esterilizados a Presión y Solución Espesa Cruda Después de la esterilización de hidrólisis en la unidad de presión, la biomasa tratada se permite que se expanda en un tanque de mezclado (número de componente 10) localizado preferiblemente debajo de la unidad a presión. Se libra la presión en exceso (vapor) dentro del tanque agotador con objeto de recolectar el amoniaco y transferir calor al tanque agotador de biomasas antes de la expansión en el tanque de mezclado. El propósito del tanque de mezclado es mezclar lodo crudo frío del tanque de recepción con medio E caliente esterilizado con el propósito de obtener transferencia de calor (re-uso de calor) y mezclar los dos medios. El volumen / capacidad es, por ejemplo, aproximadamente 25m3. Cualquier material apropiado puede ser usado, incluyendo aislamiento con fibra de vidrio. La temperatura de trabajo es típicamente aproximada a 70-95° C. Tanque para biomasa líquida. La biomasa líquida contenida en el tanque para biomasa líquida (Componente número 11) será usada para asegurar suficiente producción durante la fase de arranque de toda la planta. Sin embargo, ésta también puede ser usada ocasionalmente, cuando tal biomasa líquida está disponible. La biomasa líquida incluye, por ejemplo, aceite de pescado, y grasas animales y vegetales . Vinasas y melazas pueden también ser usadas, pero esto no es presentado debido al contenido relativamente alto de agua y así bajo contenido de energía potencial por kg de producto. El volumen / capacidad es típicamente aproximado a 50m3, y un material apropiado para el tanque es acero inoxidable. Los contenidos del tanque son preferiblemente líquidos y sólidos teniendo un máximo de tamaño de partículas de 5 mm. La agitación, así como un sistema de calentamiento para control de temperatura, son preferiblemente provistos, como también las bomba (s) de alimentación a termentador (es) . La temperatura será preferiblemente mín. 75° C tal que la biomasa aceitosa o grasa pueda ser bombeada dentro de los fermentadores . Tanque de separación y saneamiento. El tanque de separación y saneamiento (Componente número 12) preferiblemente recibe los siguiente medios: - Lodo de recepción del tanque 1 y/o - Medio E del horno de cocción a presión y/o - Posiblemente biomasa liquida del tanque de biomasa líquida, y/o - Agua de desecho del decantador o posiblemente después de la separación de K. El propósito del tanque es regenerar el calor usado en el horno de cocción a presión por calentamiento del lodo del tanque de recepción 1, mezclar el medio E con lodo y de ahí a producir una carga homogénea para los fermentadores , para controlar el pH antes de alimentar los termentadores y sanear el lodo. El tanque separador y de saneamiento separa el amoniaco, paso I , y el gas es desviado a una columna de absorción la cual está comúnmente al final del proceso de separación, paso II. Los microbios patógenos son eliminados y el medio / lodo es preparado para digestión anaeróbica. Una forma actualmente presentada del tanque separador y de saneamiento es : Fondo/piso - Con un cono de concreto aislado, dirigido hacia abajo en un ángulo de 20 grados. - La arena / agitada dañada es removida del piso o de acuerdo con un sistema de bombeado mamut. - Un filtro de arena es colocado en el fondo, el cual puede ser vaciado a través de una conexión externa de tubería. También será posible vaciar el tanque a través del filtro. Parte Superior/Techo - Con una construcción de cono aislado con Poliéster Isoftálico intercalado (Espuma encapsulada) . El ángulo del cono es aproximadamente de 10 grados. - Un sistema de llovizna de agua montado para evitar la producción de espuma del proceso de separación y el proceso en común. - Un sistema de agitación operando suavemente es colocado en la punta del cono para asegurar la homogenización óptima, la evaporación óptima del amoníaco, y la distribución óptima del calor en el medio. - El amoniaco es transportado a través de aire húmedo en un tubo a la unidad de absorción. Costado/pared - Con una construcción cilindrica aislada con Poliéster Isoftálico intercalado (Espuma encapsulada) . - Montando aproximadamente 600 metros de tubos de calentamiento de 5/4" en un anillo en forma cilindrica, dentro del tanque para calentar el medio. - Montados algunos transmisores de temperatura para regular el proceso de calentamiento. - Montado un instrumento de medición de pH para regular el suministro de ácido al medio - Fuera de la pared cilindrica en el fondo está montada una válvula aislada/cuarto de bombeo - Una corriente de amoniaco aspersora es colocada en el centro del tanque. La corriente de amoniaco generada en la unidad de esterilización e hidrólisis alcalina es esparcida dentro del medio. Volumen /Capacidad: La pared cilindrica tienen un diámetro interior aproximado de 12 m y una altura de 9 m. Esto significa un volumen de tanque manejado de aproximadamente 1,000 m3 incluido el cono del fondo. El tiempo de retención hidráulica para el lodo y el medio E es aproximadamente de 7 días, y el tiempo mínimo absoluto de retención es aproximado a 1 hora. En una modalidad preferida, el fondo es básicamente hecho de concreto, estructura de hierro y con aislamiento a prueba de presión. La superficie en contacto con el medio está recubierta con poliéster isoftálico para evitar daños corrosivos del concreto y la estructura de hierro. Todos los tubos montados en el fondo son o bien de poliéster o de acero inoxidable. La punta y el fondo son básicamente una construcción aislada con Poliéster Isoftálico intercalado (Jabón encapsulado) . Todos los tubos montados son o de poliéster o de acero inoxidable. Otros Componentes.

- El elemento agitador está hecho de acero inoxidable. - Los elementos calentadores están hechos de acero dulce recubierto y/o acero inoxidable - Todos los otros componentes colocados dentro del tanque están hechos de acero inoxidable. En una modalidad preferida, por eliminación los valores de los parámetros para separación de amoniaco del lodo en este sistema son: Temperatura aproximada de 70° C, pH aproximado de 10 - 12; relación líquido gas de < 1:400, 1 semana de operación, y más del 90% de efectividad es alcanzada. Un ejemplo de las condiciones de operación concebibles está listado abajo: Medio Todo tipo de estiércol animal liquido y medio E sólido o líquido esterilizado a presión, varios desperdicios orgánicos líquidos, CaO. Temperatura de operació : 70-80° C. Mezcla de gas en operación: 80% NH4, 15% C02/ 3% 02, 2% de otros gases. Valor de Aislamiento K: 0.20 /m2K Presión Máx. de Operación: +20mBar abs . (No vacío) Viscosidad Max. en el medio Rango Base/Ácido: Sedimentos Abrasivos en medio: 1-2% (Ex. Arena Temp. Max. en elementos de Calentamiento: 90 grados centígrados. Efectos Max. en elementos de Calentamiento: 600kW Efecto de Transmisión: 7.5 kW / 20-25 rpm El tanque de separación y saneamiento alimenta el fermentador (es) con material tratado para fermentación. En un tiempo calculado de proceso el material será transportado a los fermentadores . La demanda del material depende del proceso de digestión en el (os) fermentador (es) . Uno, dos, tres o más fermentadores pueden ser empleados . El tanque de separación y saneamiento es regularmente llenado con lodo y medio E del proceso de presión alcalino. Finalmente, para obtener una materia seca de 15% (15%TS) . Algunos interruptores de nivel regulan el contenido en el tanque. Una unidad de medición TS regula el contenido de TS . Siempre 1 hora después del llenado del lodo y del medio E es posible bombear el medio E a los termentadores . La parte superior del tanque de separación y saneamiento está preferiblemente ventilada a través de una unidad de absorción de amoniaco (Paso I) , y una unidad de medición de pH regula la necesidad de CaO. La temperatura del medio E está regulada a través de transmisores de temperatura. Un medidor de tiempo de proceso puede opcionalmente bombear agua / lodo dentro del sistema de llovizna para prevenir la formación de espuma.

Fermentadores para Producción de Biogas. La digestión de la biomasa es provista por un sistema fermentador multi-pasos preferiblemente que comprende tres fermentadores (componentes 13, 14 y 15) . Sistemas con menos así como con más fermentadores pueden ser aplicados. Los fermentadores son preferiblemente conectados para alcanzar máxima flexibilidad y óptima producción de biogas. Los fermentadores serán planeados para operación rutinaria a temperaturas termofílicas (45-65° C) así como mesofílicas (25-45° C) . El proceso de digestión puede ser optimizado en términos de capacidad de carga orgánica, tiempo de retención y máxima digestión (min, 90% de VS) . Espirales de calentamiento son incluidas con el propósito de calentar la biomasa a la temperatura de operación preferida. Un sistema de operación con agitación lenta sujetada en la parte superior asegura la homogenización y distribución de calor óptimas en la biomasa. La regulación del pH es posible mediante la adición de un ácido orgánico (líquido) en cantidades necesarias. Los fermentadores preferiblemente reciben la siguiente carga: - Medios E del tanque separador y de saneamiento. - Biomasa líquida del tanque de biomasa líquida. - Ácidos del tanque de ácidos . La forma específica del tanque puede en una modalidad preferida ser: Fondo/Piso - Con cono de concreto aislante, dirigido hacia abajo a un ángulo de 20 grados. - La arena agitada dañada es removida del piso o de acuerdo con el gigantesco sistema de bombeo. - Un filtro de arena es colocado en el fondo, el cual puede ser vaciado mediante una conexión de tubería externa. También será posible limpiar el tanque mediante un filtro . Parte superior/Techo. - Construcción con cono de acero dulce. El ángulo del cono es de aproximadamente 10 grados. - Con un sistema de llovizna de agua montado para evitar la producción de espuma del proceso de agitación y del proceso en común. - Un sistema con funcionamiento de agitación lenta es colocado en la parte superior del cono para asegurar la homogenización óptima y la distribución óptima del calor en el medio .

- El biogas es transportado a través de aire húmedo en una tubería hacia la bolsa de gas. Costado/pared. - Construcción con un cilindro de acero dulce. - Montado con aproximadamente 600 metros de tubos de calentamiento de 5/4" (12.7-10.2 cm) en un cilindro en forma de anillo dentro del tanque para calentamiento del medio . - Montado con algunos transmisores de temperatura para regular el proceso de calentamiento. - Montado con un instrumento de medición de pH para regular el suministro de ácido al medio. - La pared cilindrica exterior en el fondo está montada con un cuarto de válvulas/bombas aisladas. El volumen/capacidad de cada tanque puede tener cualquier volumen neto apropiado, incluyendo un volumen neto de aproximadamente 1, 700 m3. Los materiales de los termentadores pueden, por ejemplo, ser como los especificados en seguida: Fondo - El fondo está básicamente hecho de concreto, armado con. hierro y aislamiento a prueba de presión. - La superficie en contacto con el medio es cubierta con Poliéster Isofatálico para evitar daños corrosivos del concreto y estructura de hierro.

- Todos los tubos montados en el fondo son o bien de poliéster o de acero inoxidable. Parte superior y pared. - La parte superior y pared es básicamente . una construcción de acero dulce. - Todos los tubos montados son o bien de poliéster, acero inoxidable o acero dulce. - Otros componentes . - Los elementos del agitador son hechos de acero dulce.

- Los elementos del calentador son hechos de acero dulce.

- Todos los otros componentes colocados dentro del tanque son hechos de acero inoxidable o acero dulce. Las condiciones de operación pueden ser cualquier condición apropiada, incluyendo Medio Todo tipo de estiércol animal, principalmente estiércol de cerdo. Macerado de cosechas generadoras de energía. Algunos tipos de desperdicio orgánico, CaO, ácidos orgánicos. Temperatura de operación: 35-56° C. Mezcla de gas en operación: 65% CH , 33% C02/ 2% otros gases . Valor de Aislamiento K: 0.25 W/m2K la pérdida de calor es estimada a lOkw.

Presión Máx. de Operación: +20mBar abs . (No vacío) Viscosidad Max. en el medio: 12% TS Rango Base/Ácido: 5-10 pH Sedimentos Abrasivos en medio: 1-2% (Ex. Arena) Temp. Max. en elementos de Calentamiento: 80 grados centígrados. Efectos Max. en elementos de Calentamiento: 600kW Efecto de Transmisión: 7.5 kW / 20-25 rpm La digestión será operada a aproximadamente 55° C. La pérdida de calor es estimada en aproximadamente 10 kW. La biomasa en el tanque puede ser calentada de 5 o C a 55° C durante 14 días, y la posibilidad de adición de ácido para ajuste del pH. Tanque para ácidos orgánicos para ajustes de pH en fermentadores . También es preferiblemente provisto un tanque de ácidos orgánicos (componente número 16) para ajustes de pH en el termentador (es) . Instalación del decantador. La función de la instalación del decantador (Componente número 18) es para extraer sólidos (ss) suspendidos y P de la biomasa . El decantador separa la biomasa digerida en las dos fracciones i) sólidos, incluyendo P, y ii)agua de desecho.

La fracción de sólidos contiene 25-35% d.m. Aprox. 90% de las ss y 65-80% del P contenido en la biomasa digerida es extraído. En caso de adición de PAX (kemira Danmark) al tanque de solución amortiguadorar antes de la separación en el decantador, aprox. 95-99% del P puede ser extraído. La fracción de sólidos es transportada a contenedores por medio de una banda transportadora de tornillo. El agua de desecho contiene 0-1% ss y disuelto. Las ss dependen de la adición de PAX. El principal componente de las aguas desechadas es K disuelto el cual suma aprox. 90% del original contenido en la biomasa. El agua de desecho es bombeada al tanque de agua de desecho. Sistema de Transporte y Tratamiento de la fracción de P. De la instalación del decantador, la fracción de materia sólida (rutinariamente llamada la fracción de P) puede ser transportada a una serie de contenedores por medio de transportadores de tornillos y bandas transportadoras formando un sistema transportador de la fracción P (Componente número 19) . Una banda transportadora común transporta la fracción. de P a un almacén donde es puesto en millas, cubierto con una hoj a de composta y dej ado para composta . El proceso de composta posterior seca la fracción de P y así el contenido de d.m. aumenta a 50-60%. Segundo paso de separación de N.

Es preferida la separación eficiente de amoniaco del agua de desecho y un nivel residual de aproximadamente 10 mg H4-N/ltr o menos es preferido. La segunda etapa de separación es preferiblemente llevada a cabo utilizando un separador de vapor operado a presión ambiental . El principio del separador beneficia en las diferentes temperaturas de ebullición del amoniaco y el agua. A temperaturas cercanas a los 100° C la extracción de amoniaco es más eficiente. El uso de energía para calentar la carga es un parámetro esencial de operación. La unidad separadora, por lo tanto, precalentará la carga antes de entrar a la columna separadora a cerca de 100° C. Esto es provisto por el uso de vapor (o posiblemente agua tibia y vapor) de la unidad motogeneradora en un intercambiador de calor vapor-agua. Cuando la carga es calentada entra a la columna separadora y se filtra sobre la columna mientras que al mismo tiempo inicia el calentamiento a la temperatura de operación por una contra corriente de vapor libre. El vapor/gas de amoniaco es subsecuentemente condensado en un condensador de dos etapas . Del fondo de la columna el agua ahora libre de amoniaco es bombeada a una bomba externa controladora de nivel . El amoniaco separado es enviado al fondo de un condensador de dos etapas, donde el gas de amoniaco es condensado primeramen e en una contra corriente de amoniaco condensado frío . Los gases de amoniaco no condensados son subsecuentemente condensados en una contra corriente de agua pura (posiblemente merma del paso final de osmosis inversa) . Si se quiere o es necesario el uso de ácido, es apropiado usar ácido sulfúrico en esta etapa. Es así posible alcanzar una altísima concentración de amoniaco final . Los condensadores lavadores son preferiblemente construidos con un polímero con el propósito de permitir el uso de ácidos. Columna de absorción de amoniaco (para utilizarse con el primer y/o segundo separado de N) Es utilizado un condensador lavador con el propósito de ganar flexibilidad con respecto a la adición de ácido. La columna (componente número 21) es preferiblemente construida en dos secciones así que la fracción de amoniaco no condensado en la primera sección es subsecuentemente condensada en la segunda sección. Esto tiene lugar en una corriente contraria llena, así que la adición de agua es limitada tanto como sea posible. De esa manera es alcanzada una máxima concentración de amoniaco en el condensado final (mayor que 25%) . El producto de amoniaco puede ser bombeado fuera con una bomba separada o ser tomado de una válvula en la bomba de circulación. La absorción puede ser asistida por adición de ácido sulfúrico en el agua a contracorriente.

Tanque de ácido sulfúrico. El tanque de ácido sulfúrico es usado para almacenar el ácido sulfúrico usado en el proceso de separación de N. (Componente número 22) . Tanque de MS. El tanque de NS (Componente número 23) es usado para almacenar el N separado . Almacenador de Gas . Es preferido establecer un almacenador de gas (Componente número 24) como un almacenador de solución amortiguadora para la alimentación de, por ejemplo, una máquina motogeneradora . Tanque de agua de desecho. Desde la instalación del decantador, el agua de desecho es preferiblemente bombeada al tanque de agua de desecho (Componente número 25) . El tanque de agua de desecho está equipado con un microfiltro sumergido con operación estática. El microfiltro removerá las partículas mayores que 0.01-0.1 µt?. Una presión negativa de 0.2-0.6 Bares será aumentada a la membrana. De ahí, el permeado es succionado a través de la membrana reteniendo las partículas en la superficie de la membrana. Con el propósito de prevenir la incrustación y corrosión en la membrana el recubrimiento de la superficie de la membrana debe ser removido por un procedimiento periódico de lavado.

Un dispositivo de control de microprocesador controlará automáticamente la extracción de permeables y el procedimiento de lavado. La extracción será interrumpida por lavados periódicos, por ejemplo, por 35 segundos por cada 300 segundos de tiempo de operación. El flujo total será 2-6 m3 por hr. La aereación puede ser aplicada para asistir la micro-filtración. La aereación impone una tensión cortante sobre la superficie de la membrana reduciendo la incrustación y corrosión. Más adelante se aerea el agua de desecho y estimula la descomposición aeróbica de materia orgánica residual, nitración y desnitración. El posible olor remanente, nitrato, etc., es así removido durante el proceso de micro-filtración. Desde este tanque el permeado será usado para: ¦ Enjuagado de los cobertizos de animales, canales, tablillas, etc. ¦ Separación posterior. El K disuelto será concentrado por medio de osmosis inversa, siendo la fracción de K almacenada en un tanque almacenador separado. El agua para enjuagar cobertizos de animales también puede ser tomada de este flujo permeado. ¦ El K también puede ser concentrado a través de otros medios tales como mecánico o compresión de vapor. Esto depende de la selección específica para cada planta específica y la cantidad de calor excedente disponible para compresión de vapor. El tanque de agua de desecho conteniendo el concentrado de la micro-filtración será vaciado a intervalos regulares para remover el concentrado de partículas. Esto será adicionado a cualquiera de la fracción de K o la fracción de P del decantador. Tanque de K. El tanque de K (componente número 26) sirve al propósito de almacenamiento del potasio (K) concentrado. Limpiado de Gas . El biogas producido en los fermentadores puede contener cantidades en trazas de sulfuro de hidrógeno (H2S) el cual es necesario remover (Componente número 27) antes del quemado del gas en una planta combinada de calor y poder. El gas será limpiado empleando la habilidad de ciertas bacterias aeróbicas para oxidar ¾S en sulfato. El género será primeramente el género Tiobacilo, el cual es conocido por varios ambientes terrestres y marinos . Otro género puede ser también usado tal como Timicrospira y Sulfolobus. Un tanque hecho de fibra de vidrio empacado con tubos plásticos con una larga superficie será enjuagado con agua de desecho para mantener el material de empaque húmedo. El biogas es enviado a través de la columna empacada y una corriente de aire (de aire atmosférico) es agregada a la corriente de biogas . El aire atmosférico es adicionado para proveer una concentración de oxigeno de 0.2% en la corriente de gas, esto es suficiente para oxidar el ¾S y por lo tanto no para producir una mezcla explosiva de biogas y oxígeno. Es utilizado un ventilador de costado de anillo. Planta combinada de Calor y Poder (CHP) . El principal componente en la CHP (Componente número 28) puede ser, por ejemplo, una máquina de gas quemado conectado a un generador para producción de energía eléctrica. La principal prioridad de la CHP es producir tanta energía eléctrica como sea posible relativa al calor. La máquina es preferiblemente enfriada por un circuito de agua (90° C) y el calor es usado en el proceso de la planta y para el calentamiento de, por ejemplo, los cobertizos de animales. El gas agotado es usado en un recuperador para producción de vapor. El vapor es usado como fuente de calentamiento en el proceso de la planta, esto es, en la unidad de esterilización a presión y en la unidad II separadora N (prioritariamente una) . Dependiendo de la cantidad de vapor, éste también puede ser usado para concentración de en el agua rechazada (evaporación unida) . Entre el vapor y el circuito de calentamiento, ahí será instalado un intercambiador de calor, entonces es posible transferir calor del sistema de vapor al sistema de calentamiento.

En adición al sistema mencionado arriba ahí será instalado un calentador de vapor. Este calentador será usado para calentar la producción para arrancar el proceso, y en adición ser usado como un soporte para el genset. Si ahí es producido más vapor que el necesitado en el proceso de la planta, la producción restante puede ser evaporada instantáneamente en un enfriador. Para arrancar el proceso de la planta (calentamiento de tanques termentadores) , etc., el calor es provisto por un calentador de aceite quemado. Tan pronto como la producción de gas es alcanzada, el quemador de aceite será cambiado a un quemador de gas . Tan pronto como la producción de gas es suficientemente grande para arrancar la máquina, la máquina tomará la producción de calor. Separación de Potasio. Por lo menos dos alternativas para separación de potasio del agua de desecho son posibles (Componente número 29) . A niveles relativamente altos de producción de biogas, el motogenerador produce exceso de calor (vapor a 160° C) que puede ser usado para concentrar el K. El destilado libre de nutrientes puede ser usado para irrigación de campos o reciclado a través de toda la planta. A ritmos relativamente bajos de producción de biogas puede ser usado un microfiltro para filtrar partículas mayores que 0.01-0.1 ym del agua de desecho transformando los perraeados apropiados para tratamiento en un filtro estándar de osmosis inversa. El K preferiblemente será concentrado a un 10-20% en la solución. El segundo aspecto (BSE priones) En el segundo aspecto preferido la invención puede ser aplicada a reducir substancialmente y/o eliminar los priones BSE contenidos en estiércol, forraje, desechos de rastros, harina de carne y hueso y los similares . Esto es alcanzado por una combinación de pre-tratamiento y digestión. Estos componentes como los listados arriba son complementados con un dispositivo para pre-tratamiento adicional de los substratos conteniendo priones BSE, por ejemplo, un horno de cocción a presión de cal. El cocimiento con cal puede ser usado para hidrolizar una variedad de substratos orgánicos incluyendo material conteniendo priones. Los priones BSE son proteínas resistentes al ataque de proteasa. Sin embargo,- si es tratado con cal a temperaturas de preferiblemente 140-180° C, presiones a preferiblemente 4-8 Bares, y un pH de aproximadamente 10-12 los priones son parcialmente hidrolizados y así transformado para ser descompuesto por enzimas microbianos tales como proteasas, amidasas, etc. Los microbios están presentes en los bioreactores y debido a que el substrato es separado del amoniaco y así baja en el total de N contra el carbono total los microorganismos son propensos a producir adicionalmente proteínas extracelulares y proteinasas capaces de hidrolizar los priones BSE. El alto tiempo de residencia también contribuye a una descomposición eficiente de los priones BSE. El tercer aspecto (concentración de N y P) . En un tercer aspecto presentado, la invención puede ser aplicada para separar los principales nutrientes nitrógeno (N) y fósforo (P) del estiércol animal y refina los nutrientes a productos fertilizantes de calidad comercial u "orgánica" . Esto es alcanzado combinando los componentes del primer aspecto con un decantador centrifugo. El N y P son los principales nutrientes en el estiércol el cual está frecuentemente en exceso en propiedades animales . El N es separado y recolectado como se describió en el primer aspecto dejando el P en el lodo remanente digerido. Sin embargo, si se sujeta a un decantador centrífugo, el P es removido del lodo junto con sólidos orgánicos e inorgánicos.

Siendo el resultado que preferiblemente más del 90% de N y P en el lodo son recolectados en fracciones separadas . El agua de desecho remanente contiene algo de potasio (K) y cantidades en trazas de N y P. El agua de desecho es así apropiada para regado de tierras en todas las épocas del año.

Es posible extraer potasio (K) del agua de desecho por una aereación y filtración adicional de membrana acoplada. Brevemente, micro-filtros de cerámica son usados como difusores y filtros al mismo tiempo. Los filtros son sumergidos en el agua de desecho y operados con aereación y filtración por periodos intermitentes . La aereación provee la descomposición de la materia orgánica remanente y asentamiento de agregados sólidos. El agua tratada es- así apropiada para filtración de membrana porgue la corrosión e incrustación son prevenidas. También la aereación a través de las mismas membranas (lavando con aire) previene a las membranas de la corrosión e incrustación. El producto producido es concentrado (primeramente conteniendo K) y el agua filtrada es apropiada para riego de tierras (es requerida un área muy limitada) . Como bajo el primer aspecto, el agua de desecho puede también ser recirculada a través de los cobertizos de animales . La fracción de P es apropiada para secado posterior, el cual produce granulado de valor comercial . Las fracciones de N y K son similarmente de valor comercial. El tercer aspecto presentado es en particular diseñado para concentrar los principales nutrientes N y P (y K) contenidos en estiércol y otros substratos orgánicos a productos fertilizantes de calidad comercial. Sin embargo, si los decantadores centrífugos son combinados con los otros elementos del sistema de separación de biogas y lodo GFE, en particular la unidad de separación de N, esto se hará de mayor valor para los granjeros. La combinación del separador de N y el decantador centrífugo significa que la mayoría del N y P contenido en el lodo es separado y recolectado en fracciones individuales . Es importante recalcar que el P cuando se presenta en agregados es obligado a ser separado por el decantador centrífugo. Ellos pueden ser usados y agregados a los campos de acuerdo a las necesidades específicas de cada nutriente. También es posible recircular el agua de desecho tomándola detrás del decantador centrífugo a los cobertizos de animales. La limpieza de pisos y tablas en los sitios, es obtenida como una ventaja adicional en términos de buen clima interior, reducción de amoniaco y otra emisión de gases, frecuente lavado de canales de lodo, etc. El agua de desecho puede contener una mayor fracción del potasio (K) , mientras una pequeña parte estará presente en la fracción de P. Esto significa que en el escenario cuando los lodos son separados de' amoniaco y separados de P y el N y P pueden ser almacenados y aplicados de acuerdo a necesidades específicas, mientras el agua de desecho puede ser aplicada a lo largo del año como agua de desecho. Puede ser estimado que la necesidad de área para riego es aproximadamente ½ del área requerida para la aplicación de lodo, la armonía del área, y que esta ¼ parte operará a través de toda el área en armonía sobre un período de 4 años . Sin tener en cuenta la posibilidad de tratamiento del agua de desecho posteriormente (ver sección) algunos granjeros indudablemente estarán más que contentos con la separación de N y P con justo un solo reactor para digestión de los lodos . Aún el separado de P por el decantador centrífugo puede ser omitido porgue el N es concentrado dejando un lodo diluido con N el cual también puede ser regado sobre la tierra en cualquier época del año, excepto en tierra congelada. Es muy satisfactorio que partes del sistema total pueden ser ofrecidas a granjeros mientras otros pueden contentarse con cualquier combinación más apropiada a su situación. En cualquier caso es el separador de N el cual hace el uso del decantador centrífugo interesante para el cultivo práctico. El agua de desecho del proceso completo puede ser sujetada a un tratamiento final dependiendo de las preferencias del mercado. Así, el reto es tratar el agua de desecho para hacerla apropiada de la filtración de membrana y también reducciones de grandes volúmenes que el 50-60% mencionado. El reto es también usar tecnologías económicas y robustas bien conocidas en un nuevo contexto . La solución es la siguiente: La aereación de lodos es bien conocida y la aereación con aire atmosférico durante 2-4 semanas produce una digestión aeróbica.

La aereacion alcanza lo siguiente : Primeramente, el amoniaco remanente es separado y recolectado en una columna de absorción (posiblemente la misma que la usada durante el pre-tratamiento) por- una llamada baj a-temperatura de separación de aproximadamente 20° C. Una amplia relación líquido-gas es requerida de aproximadamente 1:2000 (Liao y colaboradores 1995). Segundamente la materia orgánica remanente y los componentes olorosos son descompuestos (Camarero y colaboradores 1996; Burton y colaboradores 1998; Doyle y Noüe 1987; Garraway 1982; Ginnivan 1983; Blouin y colaboradores 1988) . Terceramente, el amoniaco posible remanente después de la separación será nitrogenado (Argaman Y. 1984; Gónenc y Harremoés 1985) . Esta aereacion será combinada con filtración por empleo de nueva tecnología de aguas residuales, esto es, un principio de micro-filtración combinando aereacion y filtración sobre filtros cerámicos (Bouhabila y colaboradores, 1998; Scott y colaboradores; Zaloum y colaboradores 1996; Engelhardt y colaboradores 1998) . Una energía eficiente de aereacion y filtración es alcanzada en una operación. La aereacion es más adelante usada para limpiado de las membranas cerámicas por "lavado con aire" (Visvanathan y colaboradores 1997; Silva y colaboradores 2000) . Esto deja una fase de agua muy propia para separación sobre membranas estándar de osmosis si es necesario, porque los posibles problemas de incrustación y corrosión - son mínimos . Es por lo tanto hipotético que la reducción de un volumen grande pueda ser alcanzada a costos substancialmente bajos de energía, aunque alguna energía es usada para la aereación. Aún si la filtración en membrana no es usada, la aereación por sí misma puede motivarse por la separación final de amoniaco y por la remoción de los componentes olorosos remanentes. El cuarto aspecto (energía renovable) . Los principales dispositivos de este aspecto presentado son instalaciones de pre-tratamiento consistiendo de un tanque separador y un horno de cocción de cal, y un proceso, diseñado de bioreactores flexible y multi pasos (mínimo 3 pasos) . El cuarto aspecto presentado de la invención puede ser aplicado a producir grandes cantidades de biogas de un amplio rango de substratos orgánicos incluyendo todos los tipos de estiércol animal, cosechas generadoras de energía, residuos de cosechas y otros desperdicios orgánicos . Las instalaciones de pre-tratamiento del primer y segundo aspecto presentado permite el uso de una variedad de substratos orgánicos mientras la planta de biogas multi-etapas permite una completa digestión de substratos y así un rendimiento máximo de energía . Substratos ricos en N y recalcitrantes tales -como estiércol de aves y desechos concentrados, son pre-tratados en un horno de cocción de cal . El substrato cocido es predigerido en un reactor mesofílico antes de que los substratos entren al tanque de separación y a los reactores subsecuentes . La predigestión asegura que la materia orgánica fácilmente disponible esté descompuesta y el N sea liberado en solución como amoniaco. El grueso del N es así recolectado en el tanque separador y los substratos recalcitrantes orgánicos son descompuestos en los reactores subsecuentes de la planta de energía. Alternativamente, dependiendo de la calidad de los substratos, estos pueden entrar directamente en el tanque separador antes de la digestión en los reactores. El resultado es que grandes cantidades de biogas están siendo producidas, esto es, típicamente 5 a 10 veces más energía que la contenida en el lodo. El tratamiento en el sistema de biogas y separación GFE más adelante asegura que los nutrientes son re-circulados a tierra agrícola. Las cosechas generadoras de energía son digeridas en un reactor separado y la biomasa digerida es enviada al tanque separador. En este tanque las fibras no descompuestas durante la residencia en el reactor separador serán hidrolizadas y el amoniaco será recolectado en la fracción N. El N contenido en las cosechas generadoras de energía puede entonces ser recirculado a la tierra y usado en la producción de nuevas cosechas generadoras de energía. Aproximadamente 1-3 kg de N por tonelada almacenada puede ser reusada . El material orgánico de acuerdo con la invención es preferiblemente separado del amoniaco el cual en particular a temperaturas termofílicas es inhibidor del proceso de biogas . (Hansen y colaboradores 1998; Krylova y colaboradores 1997; Kayhanian 1994) . El amoniaco es separado durante el pre-tratamiento, donde la biomasa está también siendo hidrolizada, etc. El proceso puede preferiblemente ser dividido en un componente termófilo y uno mesófilo (Dugba y Zhang 1999; Han y colaboradores 1997; Gosh y colaboradores 1985; Colleran y colaboradores 1983) . Esto da aumento a rendimientos incrementados de energía y estabiliza el trabajo, entre otras cosas, por una larga residencia de la biomasa en los bioreactores , que permite a la bacteria de metano el tiempo para descomponer los substratos . Debe ser notado que más energía para calentamiento es requerida ya que el volumen total del reactor es grande. En adición al principio de estas dos etapas, la planta hará uso de todavía otro reactor para digestión preliminar de estiércol de aves y bxomasas similares conteniendo N. También las cosechas generadoras de energía serán digeridas en este reactor antes del procesamiento posterior en la planta de energía. Durante esta primera digestión la fracción principal de la materia orgánica disponible es descompuesta y el nitrógeno liberado dentro de la solución en la forma de amoniaco. El nitrógeno puede ahora ser separado en el tanque separador y recolectado en la fracción N. Remolacha, maíz, pastos, etc., digeridos contienen aproximadamente 1 kg de N por tonelada en peso húmedo y es por lo tanto importante que éste N sea recolectado en la fracción N. El estiércol de aves es aún más rico en N y puede también ser digerido en el pre-digestor antes de la digestión posterior en la planta principal de biogas. La separación e hidrólisis aseguran que también las fibras recalcitrantes " estén hechas disponibles para la digestión como se describió debajo del pre-tratamiento . La siguiente digestión en la planta principal de biogas asegura un rendimiento máximo de gas. El quinto aspecto (bienestar animal) . En el quinto aspecto preferido la invención puede ser aplicada a asegurar el bienestar y salud óptimos de los animales cuando el establo está en los cobertizos de animales, mientras que al mismo tiempo se reducen las emisiones de partículas y gases tales como amoniaco. Esto se alcanza al lavar o recircular el agua de desecho a través de las casa de animales con el propósito de limpiar y enjuagar pocilgas, pisos, tablillas, canales de estiércol, etc. -Esto reduce las áreas de desecho donde el olor, amoniaco y polvo pueden ser liberados al aire de interiores. El sistema permite posteriormente el uso de paja sin incremento de emisiones de polvo y amoniaco. La paja es un componente substancial de bienestar, en particular para cerdos pero también para otros animales. Esta provee a los animales con material de excavación y ocupacional y forraje estructural . El agua de desecho tomada después del tratamiento del decantador centrífugo (el tercer aspecto) o posiblemente detrás de la primera digestión (el primer aspecto) es bien apropiada como un medio para limpiar la vivienda de los animales. El lavado remueve la mezcla de paja y_ estiércol de las tablillas. En un aspecto preferido posterior, cualquier combinación del corazón de la invención con el otro aspecto mencionado puede ser presentado. El primer aspecto es preferiblemente incluido en todas las combinaciones . Por consiguiente, estará claro de las descripciones anteriores de aspectos presentados y expresiones de la presente invención que hay aquí estipulado: Un método para aumentar la producción de biogas, dicho método comprende las etapas de: i. Separación de N incluyendo amoniaco de materiales orgánicos incluyendo estiércol y lodos, de esto, y opcionalmente hidrolizando el material orgánico. i . Enviando el material orgánico así obtenido a un fermentador de biogas, y i. Obteniendo biogas de la fermentación del material orgánico . El método de arriba puede posteriormente comprender la etapa de separación de los sólidos resultantes de la fermentación del biogas en una etapa de separación involucrando un decantador centrífugo. La fracciones separadas de P y/o K, preferiblemente en forma granulada, son obtenidas de esta separación. El método de arriba en otra modalidad, comprende el paso posterior de recirculación de los líquidos resultantes de la fermentación del biogas a establos o cobertizos de animales, opcionalmente después de una etapa posterior de purificación.

En otra modalidad preferida, la etapa de separación de N incluido en amoniaco ocurre simultáneamente con o secuencialmente con, en cualquier orden, una etapa involucrando una etapa de hidrólisis térmica y/o una etapa de hidrólisis alcalina, donde cualquiera, uno o ambos pasos toman lugar en una temperatura incrementada y/o presión incrementada como se describe aquí arriba. Las modalidades arriba presentadas así en una modalidad, resuelven los problemas asociados con contaminación ambiental por microorganismos microbianos indeseables, incluyendo Salmonella Typhimurium DT104, y/o priones asociados con BSE que están presentes en materiales orgánicos incluyendo estiércol y lodos de estos. En otra modalidad, las modalidades descritas presentadas arriba resuelven los problemas asociados con el logro de un estándar higiénico suficientemente alto en un establo o en una casa de animales. Esto es logrado por reducción y/o eliminación de organismos microbianos indeseables y/o priones asociados con BSE que están presentes en materiales orgánicos incluyendo estiércol y lodos de estos . En todavía otra modalidad, las modalidades descritas presentadas arriba resuelven los problemas asociados con un uso excesivo de recursos de agua caros en un establo o una casa de animales. Este problema se resuelve por la reutilización del agua de desecho obtenida día etapa de separación del decantador centrífugo usado para separación de sólidos y líquidos resultando, esto es, de cualquier pre-tratamiento de material orgánico y/o separación de N incluyendo separación de amoniaco y/o fermentación anaeróbica conduciendo a la formación de biogas. Al mismo tiempo, es posible reducir y/o eliminar la ocurrencia de microorganismos microbianos en el agua de desecho por etapas posteriores de purificación. La presente invención también provee fertilizantes económicos de estándares comercialmente aceptables . Esto es alcanzado por la separación de N incluyendo separación de amoniaco y separación de gránulos de P contenidos y granulos de K contenido por medios de decantación centrífuga siguiendo el pretratamiento, preferiblemente incluyendo hidrólisis térmica y alcalina. En otro aspecto de la presente invención, aquí está provisto un método para reducir el número de organismos microbianos viables y/o priones BSE presentes en un material orgánico, dicho método comprende las etapas de i . Proporcionar un material orgánico que comprende partes sólidas y/o líquidas, ii. Reducir, en el material orgánico, el número de organismos microbianos viables y/o priones BSE por sometimiento de la materia orgánica a a. Una etapa de cocimiento con cal a presión, y/o b. Una etapa donde el material orgánico es calentado a una temperatura predeterminada y/o sometido a la adición de una base o un ácido, y/o c. Una etapa resultando en por lo menos la hidrólisis parcial del material orgánico. Donde las etapas procesados a) , b) y c) pueden ocurrir simultáneamente, o secuencialmente en cualquier orden, y iii. Obteniendo un material orgánico procesado que comprende por lo menos un número reducido de organismos microbianos viables y/o priones BSE. Una amplia variedad de organismos pueden ser eliminados por los métodos de la invención, incluyendo organismos microbianos seleccionados de organismos microbianos animales, organismos microbianos infecciosos, y organismos microbianos parasíticos patógenos, incluyendo cualquier combinación de estos. Ejemplos incluyen, pero no está limitado a, bacterias tales como Campylobacter, Salmonella, Yersinia, Ascaris, microbianos similares y organismos parasíticos, así como virus, viroides y los similares. La etapa de cocimiento con cal puede también servir para esterilizar el material orgánico en el caso de que organismos microbianos no viables sobrevivan esta etapa del proceso. La cal preferiblemente comprende o esencialmente consiste de CaO o Ca(OH)2. Preferiblemente, cualesquiera priones BSE u otros priones- presentes en el material orgánico son también destruidos o eliminados por el proceso de esterilización. Cuando hay una reducción de organismos microbianos y/o priones siguiendo cualquiera de las etapas arriba mencionados, la reducción es, por ejemplo, una reducción del 90%, una reducción del 80%, una reducción del 70%, una reducción del 60%, o una reducción de por lo menos 50% preferiblemente. Se prefiere en una modalidad aumentar la producción de biogas cociendo con cal a presión la materia orgánica antes de que el material orgánico es sometido a una etapa de separación de N. Sin embargo, el material orgánico cocido a presión con cal puede también ser fermentado antes de ser sometido a una etapa de separación de N. Cuando el material orgánico es de origen de plantas, éste puede preferiblemente ser ensilado antes de ser enviado a la separación de N. El material orgánico ensilado de origen de plantas puede también ser fermentado antes de la separación de N. El material orgánico a ser ensilado preferiblemente comprende cosechas de forraje anual tales como remolacha, maíz, pasto, y en el cual opcionalmente las puntas de las plantas son incluidas . El cocimiento del material orgánico con cal a presión es preferiblemente realizado a una temperatura desde aproximadamente 100° C a aproximadamente 250° C, bajo una presión de 2-20 Bares, con adición de cal suficiente para alcanzar un valor de pH desde 9 a aproximadamente 12, y con un tiempo de operación desde por lo menos un 1 minuto a preferiblemente aproximadamente menos de 60 minutos. La cantidad de cal adicionada incluyendo CaO es preferiblemente desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 80 g por Kg de materia seca, tal como desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 80 g por kg de materia seca, tal como desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 60 g por kg de materia seca, tal como desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 80 g por kg de materia seca, tal como desde aproximadamente 15 hasta aproximadamente 80 g por kg de materia seca, tal como desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 80 g por kg de materia seca, tal como desde aproximadamente 40 hasta aproximadamente 80 g por kg de materia seca, tal como desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 80 g por kg de materia seca, tal como desde aproximadamente 60 hasta aproximadamente 80 g por kg de materia seca. Un ejemplo de las condiciones de operación del horno de cocción con cal a presión es una temperatura en el intervalo de aproximadamente 120° C a aproximadamente 220° C, una presión desde aproximadamente 2 Bares hasta preferiblemente aproximadamente menos que 18 Bares, y un tiempo de operación desde por lo menos 1 minuto a preferiblemente menos que 30 minutos . Otro ejemplo de las condiciones de trabajo incluye una temperatura en el intervalo desde aproximadamente 180° C hasta aproximadamente 200° C, en el cual la presión es desde aproximadamente 10 Bares hasta preferiblemente menos que 16 bares, en el cual el nivel de pH es desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 12 , y en el cual el tiempo de operación es desde aproximadamente 5 minutos hasta aproximadamente 10 minutos . El método .de arriba puede ser seguido por varios pasos adicionales. En una modalidad, hay provistos las etapas posteriores de enviado del material orgánico procesado a un fermentador de biogas, fermentando el material orgánico procesado y obteniendo un biogas. Otro paso posterior se relaciona con complementar un ambiente externo, incluyendo un campo agrícola, con el material orgánico procesado. La complementación del ambiente externo, incluyendo un campo agrícola, puede también ser realizada utilizando el material residual resultando en la fermentación del material orgánico procesado . Otro paso posterior es que el nitrógeno (N) separado, incluyendo amoniaco, del material orgánico previo a la desviación a un fermentador de biogas del material orgánico.

Esto resulta en una producción incrementada y estable de biogas . Esto también permite el uso de biomasas ricas en N para ser separadas y subsecuentemente digeridas en los termentadores. El biogas es producido desde la fermentación del material orgánico liberado desde por lo menos parte del N, incluyendo amoniaco. El nitrógeno (N) separado incluyendo amoniaco es preferiblemente absorbido en una · columna antes de ser opcionalmente almacenado en un tanque. Cuando es absorbido en una columna, el nitrógeno (N) separado incluyendo amoniaco es preferiblemente absorbido en una columna que comprende agua o una solución ácida, preferiblemente ácido sulfúrico, antes de ser opcionalmente almacenado en un tanque. En una modalidad actualmente preferida, hay provisto un método que comprende las etapas de i. Eliminación, inactivación y/o reducción en el material orgánico del número de organismos microbianos y/o priones BSE por sometimiento del material orgánico a a. Una etapa de cocimiento con cal a presión, y/o b. Una etapa en el cual el material orgánico es calentado a una temperatura predeterminada y/o sometido a una presión predeterminada y/o sometido a adición de una base o ácido, y/o c . Una etapa resultando en por lo menos la hidrólisis parcial del material orgánico. En el cual las etapas del proceso a), b) y c) pueden ocurrir simultáneamente o secuencialmente en cualquier orden. ii. Separación de N, incluyendo amoniaco, del material orgánico procesado , ii . Envío del material orgánico separado de N a un fermentador de biogas, iv. Fermentación del material orgánico separado de N, y v. Obtención de biogas y un material orgánico fermentado teniendo por lo menos un número reducido de organismos microbianos viables y/o priones BSE. Es muy preferido que esencialmente no están presentes priones BSE en el material orgánico resultando de- la fermentación. La etapa de separación de nitrógeno (N) , incluyendo amoniaco, es preferiblemente realizado por adición inicialmente de una cantidad de cal al material orgánico suficiente para incrementar el valor del pH a aproximadamente 9 a una temperatura preferiblemente arriba de 40° C, tal como un valor de pH arriba de 10 a una temperatura preferiblemente arriba de 40° C, por ejemplo un valor de pH arriba de 11 a una temperatura preferiblemente arriba de 40° C, tal como un valor de pH de aproximadamente 12 a una temperatura preferiblemente arriba de 40° C. En expresiones presentadas, la temperatura es preferiblemente 50° C, ' tal como arriba de 55° C, por ejemplo arriba de 60° C. El tiempo de operación está en una expresión desde 2 hasta 15 días, tal como desde 4 hasta 10 días, por ejemplo desde 6 hasta 8 días. Un ejemplo de unos parámetros de proceso establecidos es un nivel de pH desde 8-12, una temperatura desde 70° C-80° C, una relación de gas a líquido de menos que 1:400, y un tiempo de operación de aproximadamente 7 días. Las condiciones alcalinas pueden ser generadas por adición de cualquier base. Sin embargo, el pH es preferiblemente aumentado por adición de CaO o Ca (OH) 2 · El material orgánico puede comprender partes sólidas y/o líquidas tal como, por ejemplo, estiércol y lodos de es-tos, residuos de cosechas, cosechas de silos, esqueletos de animales o fracciones de estos, desechos de rastros, harina de carne y hueso, incluyendo cualquier combinación de estos. En una expresión, el material orgánico comprende un máximo de 50% de partes sólidas, por ejemplo un máximo de 40% de partes sólidas; tal como un máximo de 30% de partes sólidas; por ejemplo un máximo de 20% de partes sólidas. El material orgánico puede también estar en un estado líquido y comprende un máximo de 10% de partes sólidas. El material orgánico puede más adelante comprender paja, fibras o aserrín, y en una expresión el material orgánico que tiene un alto contenido de fibras, preferiblemente más que 10% (p/p) . El material' orgánico también puede tener un alto contenido de complejos carbohidratados que comprende celulosa, y/o hemicelulosa y/o lignina, tal como preferiblemente más que 10% (p/p) . El cocimiento con cal a presión de material orgánico conteniendo celulosa resulta en una desintegración de la celulosa en ácidos orgánicos pequeños tales como ácido fórmico, ácido acético, ácido láctico, y similares. El material orgánico puede también comprender desechos concentrados o estiércol de animales, especialmente de compañías de cabras, cerdos y aves. Adicionalmente, material orgánico animal puede ser usado, tal como, por ejemplo, esqueletos de animales o fracciones de estos, desechos de rastros, harina de carne y hueso, plasma sanguíneo o cualquier orgánico producido de animales, material riesgoso y no riesgoso con respecto a la presencia potencial de priones BSE y otros priones . En una modalidad, el material orgánico comprende o esencialmente consiste de partes sólidas de menos que 10 cm de largo, así como partes sólidas de menos de 5 cm de largo, por ejemplo partes sólidas de menos que 1 cm de largo. El material orgánico puede preferiblemente ser macerado siendo tratado en un horno de cocción de cal a presión, preferiblemente utilizando un equipo transportador de tornillo con macerador, preferiblemente hecho de acero a prueba de oxidación y ácidos. El transportador transporta el material orgánico al horno de cocción de cal donde el material orgánico es preferiblemente calentado por inyección de vapor, o por vapor en una capa alrededor del horno de cocción de cal, o cualquier combinación de estas. El material orgánico puede también comprender proteínas o moléculas orgánicas similares que comprende elementos, incluyendo aminoácidos y combinaciones de estos, constituyendo los priones BSE u otros priones, y en el cual los priones BSE u otros priones son eliminados o destruidos directamente o liberados disponibles para su destrucción por el horno de cocción de cal a presión y/o la subsecuente fermentación, incluyendo fermentación anaeróbica. El material orgánico de origen animal preferiblemente tiene una alta cantidad de nitrógeno (N) , preferiblemente más del 10%. El material orgánico en forma de lodo líquido puede ser obtenido por la adición de agua y/o agua conteniendo una baja concentración de material orgánico preferiblemente menos del 10% de partes sólidas. El agua adicionada puede ser agua recirculada, agua conteniendo una baja concentración de material orgánico obtenida de la planta de ensilado, y/o agua recolectada después de la limpieza de establos y/o limpieza de animales y/o agua obtenida de la fermentación antes del proceso de separación de N, y/o agua obtenida de una o más de las plantas productoras de biogas, y/o agua obtenida durante la concentración de fertilizantes de P, y/o agua obtenida durante la concentración de fertilizantes de , y/o agua recolectada de lluvia. Es una modalidad particularmente preferida, que el agua sea agua de desecho obtenida de la planta productora de biogas, o agua de desecho obtenida durante la concentración de fertilizantes de P, o el agua obtenida durante la concentración de fertilizantes de K, o el agua recolectada de la lluvia.

Es preferido que cualquiera o la mayoría de la urea y/o el ácido úrico presente en materiales orgánicos sean convertidos en amoniaco, en el cual el amoniaco es opcionalmente recolectado siguiendo la absorción en una columna como se describe en otra parte . Pasos adicionales al lado del cocimiento con cal a presión son la fermentación mesofílica y/o termofílica . En consecuencia, el material orgánico que ha sido tratado en el horno de cocción con cal a presión puede substancialmente ser enviado a una planta para fermentación mesofílica y/o termofílica, antes o después de que el material orgánico sea sometido a separación de N. Cada fermentación es realizada por una población de bacterias capaz para fermentación mesofílica o termofílica, respectivamente. La fermentación es en una modalidad, una fermentación anaeróbica. La fermentación está preferiblemente realizada a una temperatura desde aproximadamente 15° C a preferiblemente menos de 65° C, así como a una temperatura desde aproximadamente 25° C a preferiblemente menos de 55° C, por ejemplo a una temperatura desde aproximadamente 35° C a preferiblemente menos de aproximadamente 45° C. La fermentación es preferiblemente realizada por un período de tiempo desde aproximadamente 5 a preferiblemente menos de 15 días, así como para un período de tiempo desde aproximadamente 7 a preferiblemente menos de 10 días. Existe una modalidad que proporciona un método, en el cual la producción de biogas es realizada en una o más plantas por organismos microbianos, preferiblemente una población- de bacterias, e involucra una fermentación anaeróbica del material orgánico. La bacteria preferiblemente produce principalmente metano y una fracción pequeña de dióxido de carbono durante la fermentación de la materia orgánica. La producción de biogas puede ser realizada en una o más plantas, preferiblemente por fermentación anaeróbica de la materia orgánica. En una modalidad, la producción de biogas es realizada en dos plantas por fermentación anaeróbica bacterial de la materia orgánica, inicialmente por fermentación con bacterias termofílicas en una primera planta, seguida por desvío del material orgánico fermentado termofílicamente a una segunda planta, en la cual toma lugar la fermentación con bacterias mesofílicas . Las condiciones de reacción termofílicas preferiblemente incluyen una temperatura de reacción en el rango de 45° C a 75° C, así como un rango de temperatura desde 55° C a 60° C. Las condiciones de reacción mesofílicas preferiblemente incluyen temperaturas de reacción en el rango de 20° C a 45° C, así como una temperatura de reacción en el rango desde 30° C a 35° C. La reacción termofílica, así como la reacción mesofílica son preferiblemente realizadas durante aproximadamente 5 a 15 días, así como por aproximadamente 7 a 10 días. Cualquier formación potencial de espuma puede - ser reducida y/o eliminada por la adición de polímeros, y/o aceites de plantas, y/o una o más sales, preferiblemente aceites de plantas en la forma de aceite de colza. Las sales preferiblemente comprenden o esencialmente consisten de CaO y/o Ca(OH)2. Una floculación deseable de substancias y partículas durante la producción de biogas es preferiblemente lograda por la adicción de iones-calcio capaces de formar puentes-calcio entre substancias orgánicas e inorgánicas en solución o suspensión, en la cual los puentes calcio resultan en la formación de agregados de partículas. La adición de iones-calcio más adelante resulta en la precipitación de ortofosfatos , incluyendo (P03~) disuelto, el cual es preferiblemente precipitado como fosfato de calcio Ca3(P04)2, en el cual el fosfato de calcio precipitado preferiblemente permanece suspendido en un lodo. El biogas obtenido puede ser desviado a una máquina de gas capaz de producir calor y/o electricidad. El calor puede ser usado para calentar el horno de cocción con cal a presión y/o la planta de fermentación y/o el reactor separador de N y/o una o más plantas de biogas y/o los cobertizos de animales y/o una residencia humana y/o calentar agua para ser usada en una casa o residencia humana. La electricidad puede ser desviada y vendida a una red comercial para distribuir electricidad. En una modalidad preferida, el N separado remanente, el material orgánico esterilizado y fermentado son dispersados en campos agrícolas. En adición a i) reducción y/o eliminación de organismos microbianos indeseables, ii) aumento de la producción de biogas, y iii) proveer un N separado altamente usable, material orgánico esterilizado y fermentado, la invención en otro aspecto pertenece a un método para producir fertilizantes que comprende N a partir de materiales orgánicos que comprende una fuente de N, la producción comprende las etapas de i) recolección de N incluyendo amoniaco separado del material orgánico en una etapa de separación de N, ii) separación del N incluyendo amoniaco en agua o una solución ácida preferiblemente que comprende ácido sulfúrico, y iii) obteniendo fertilizantes de N que pueden ser dispersados en tierra agrícola. La invención en todavía otro aspecto, provee un método para producir fertilizantes que comprende fósforo (P) a partir de materiales orgánicos que comprende una fuente de P, la producción comprende las etapas de i) desviar el lodo del termentador de biogas a un separador, ii) separar el material orgánico, fermentado así como el material inorgánico en un sólido y una fracción líquida principalmente, iii) obtener una fracción sólida que comprende una parte del P, preferiblemente en la forma de fosfato de calcio Ca3(P04)2, y fosfatos orgánicos suspendidos en el lodo, donde la fracción sólida es capaz de ser usada como un fertilizante P capaz de ser dispersado en tierra agrícola cuando sea apropiado. El separador para la separación del material orgánico fermentado tanto como material inorgánico en un sólido y una corriente principal líquida es preferiblemente un decantador centrífugo. La fracción sólida principal que comprende P puede opcionalmente ser secada para producir un fertilizante de P granulado comprimido, por ejemplo, permitiendo a la fracción P formar composta en un almacén de una milla bajo una cubierta u hoja permeable al aire.' El agua recirculada obtenida desde la producción de biogas y la separación de componentes sólidos puede preferiblemente ser reusada en la fermentación de el material ensilado y/o en el proceso de cocido con cal a presión y/o en el proceso de separación de N y/o en la planta de biogas y/o en el limpiado del establo y/o es dispersado sobre tierra y/o es conducido a una planta convencional de tratamiento de aguas residuales . En consecuencia, el método en otro aspecto provee a la producción de agua de desecho suficientemente limpia, la producción comprende las etapas de i) obteniendo del separador, preferiblemente un decantador centrífugo, una fracción líquida que comprende agua de desecho teniendo solamente un contenido de N y P muy limitado, preferiblemente menor que 5% (p/v) , así cmo menos que 1% (p/v) , por ejemplo menor que 0.1% (p/v), así como menos que 0.01% (p/v), y esencialmente fuentes no capaces de dispersar zoonosis, virus veterinarios, bacterias infecciosas, parásitos y otros agentes infecciosos, incluyendo priones BSE y otros priones. Para algunas presentaciones es aceptable si el agua de desecho contiene menos que 10% de N y P originalmente obtenido en el lodo . En otro aspecto de la presente invención está provisto un método para producción de fertilizantes que comprende potasio (K) a partir de materiales orgánicos qüe comprende una fuente de K, la producción comprende i) la fracción líquida es desviada del primer paso de separación (usado en la separación de P contenido en materiales orgánicos como se descripción aquí arriba) a un segundo paso de separación, ii) separando la composición orgánica e inorgánica del líquido, iii) obteniendo una fracción sólida que comprende K, en la cual la fracción sólida es capaz de ser usada como un fertilizante de K capaz de ser dispersado en tierra agrícola cuando sea apropiado. El segundo paso de separación preferiblemente comprende el sometimiento de la fracción que comprende K a través de un micro filtro cerámico operando con una aereación y filtración intermitentes del agua de desecho, en la cual preferiblemente la aereación provee la descomposición del material orgánico remanente y asentamiento de agregados inorgánicos. En otro aspecto, está provisto un método para producción de agua de desecho limpia, en la cual el agua de desecho obtenida es tratada en un sistema de tratamiento aeróbico capaz de eliminar y/o reducir el contenido de N y P dentro del agua y preferiblemente también descomponiendo el material orgánico remanente y los componentes olorosos, obteniendo agua de desecho esencialmente libre de N y P, en la cual el agua de desecho es preferiblemente capaz de ser dispersada en tierra agrícola cuando sea apropiado, o recirculada a través de una casa de animales. La aereación mencionada arriba puede ser realizada con aire atmosférico durante 2-4 semanas a una temperatura de 20° C y una relación gas-líquido de aproximadamente 1:2000. Cualquier N eliminado puede ser recolectado y desviado a la columna de absorción descrita aquí en otra parte . Siendo capaz de limpiar cobertizos de animales con el agua de desecho tratada de esta forma, la invención también provee en también otro aspecto, un método para aumentar la higiene en cobertizos de animales o un establo para animales, dicha mejora consiste en limpiar los establos con el agua de desecho obtenida. El limpiado involucra limpiado y enjuagado, por ejemplo, de pocilgas, pisos, tablillas, canales de estiércol, techos, canales de ventilación, limpiar el aire agotado, etc., así como reduciendo las superficies emisoras donde el olor, amoniaco, y polvo pueden ser liberados al ambiente desde la localización predeterminada incluyendo el establo. El limpiado de los establos es en una modalidadpreferiblemente realizada con agua de desecho obtenida después de la fermentación de cosechas generadoras de energía u obtenida después de la fermentación para producir biogas, separación de sólidos y líquidos o agua de desecho obtenida de un proceso posterior en el sistema. También es posible de acuerdo con este aspecto de la invención mejorar el bienestar de los animales en un establo por utilización de paja en el establo proveyendo a los animales con material para excavar y ocupacional y forraje estructural. Es preferido en una modalidad, desviar la paja que comprende material orgánico, del establo al horno de cocción con cal a presión e hidrolizar el material orgánico antes del procesamiento posterior. Otro objetivo general del mejoramiento del bienestar de animales en un establo reside en la posibilidad de ser capaz de rociar a los animales con el propósito de reducir el número de organismos microbianos así como el polvo en la piel de los animales y simultáneamente reducir la temperatura de los animales.

De esta manera está provisto un método integrando la fermentación anaeróbica de estiércol animal, cosechas generadoras de energía y substratos orgánicos similares, así como refinamiento de nutrientes contenidos en la biomasa digerida a fertilizantes de calidad comercial, en combinación con obtención de agua de desecho limpia. El método integrado descrito aquí arriba requiere un sistema de componentes, o una selección de tales componentes, como se describió aquí en más detalle en otra parte. En un aspecto, el sistema comprende i) Un primer dispositivo preferiblemente cobertizos de animales o establos para empresas y/o criaderos de animales, preferiblemente animales de granja incluyendo vacas, cerdos, reses, caballos, ovejas, y/o aves y similares, y/o i) Un segundo dispositivo, preferentemente por lo menos una planta de pre-tratamiento para pre-tratamiento de material orgánico, el material orgánico preferiblemente comprende estiércol animal y/o lodo animal y/o partes de plantas, en la cual las partes de plantas preferiblemente comprenden una o más de paja, cosechas, residuos de cosechas, material de silos, cosechas generadoras de energía, y opcionalmente esqueletos animales o fracciones de ellos, desperdicio de rastros, harina de carne y hueso, plasma sanguíneo o cualquier producto tal originado de animales, material riesgoso y no-riesgoso con respecto a la presencia potencial de priones BSE u otros priones, y/o iii) Un tercer dispositivo, preferiblemente una planta de energía generando una cantidad mejorada de energía de una biomasa que comprende material orgánico, En la cual el primer dispositivo comprende a) Un sistema para limpiado de uno o más pisos, tablillas, pocilgas, canales de estiércol, canales de lodos, animales, y canales de ventilación de una casa animal o un establo, el limpiado involucra el uso de agua de limpiado y/o b) un sistema para transportar el agua limpiada, opcionalmente en la forma de un lodo que comprende agua de limpiado y material orgánico, .de la casa de animales o establo al segundo dispositivo, en el cual el segundo dispositivo comprende a) un primer tanque de pre-tratamiento, preferiblemente un tanque separador para i) separación de N ' (nitrógeno) , incluyendo amoniaco, para el lodo desviado del primer dispositivo al segundo dispositivo, o ii) separación de N, incluyendo amoniaco, del material orgánico desviado de un tanque adicional de pre-tratamiento del segundo dispositivo, en el cual el primer tanque de pre-tratamiento puede opcionalmente también ser usado para hidrolizado del material orgánico y/o b) un segundo tanque de pre-tratamiento, preferiblemente un horno de cocción con cal a presión para hidrolizado de lodo que comprende material orgánico derivado del primer dispositivo al segundo dispositivo, en el cual la hidrólisis resulta en eliminación, inactivación y/o reducción en número de cualquier organismo microbiológico viable y/o substancias patogénicas presentes en el lodo, o una parte de este, y/o c) por lo menos un tanque, preferiblemente un tanque de ensilado para generación de material de plantas ensiladas que comprende por lo menos una o más de maíz, cosechas generadoras de energía, remolacha, y residuos de cosechas y/o d) por lo menos un segundo tanque, preferiblemente un tanque fermentador de pre-tratamiento para fermentar silos y/o cocinado con cal a presión de material orgánico, en el cual las condiciones de fermentación son seleccionadas de condiciones de fermentación mesofílica y/o condiciones de fermentación termofílica . el cual el tercer dispositivo comprende a) por lo menos un fermentador de biogas al cual el lodo y/o material orgánico puede ser desviado del segundo dispositivo fermentando el material orgánico bajo cualesquiera condiciones de fermentación mesofílica y/o fermentación termofílica, resultando - la fermentación en la producción biogas que comprende principalmente metano y/o b) por lo menos un tanque para recolección de biogas, en el cual el tanque está opcionalmente conectado a una salida para distribución de biogas, o conectado a una máquina de gas, y/o c) por lo menos un primer separador, preferiblemente un decantador centrífugo en el cual el material fermentado de por lo menos un fermentador de biogas, es separado en una fracción líquida esencialmente en la forma de agua recirculada, y una fracción sólida esencialmente, en la cual la fracción sólida comprende fósforo (P) sólido que comprende material orgánico e inorgánico y/o d) por lo menos un segundo separador, preferiblemente un microfiltro cerámico en el cual el agua de desecho de por lo menos un primer separador es posteriormente procesada, preferiblemente por aereación y filtración, en el cual el procesamiento resulta en la remoción de por lo menos algunos y preferiblemente una mayoría de uno o más componentes olorosos, compuestos de nitrógeno (N) y compuestos de potasio (K) , en el cual la separación resulta en la generación de agua de desecho que comprende una cantidad reducida de cualquiera de uno o - más componentes olorosos, compuestos de nitrógeno (N) , compuestos de potasio (K) si son comparados con la cantidad anterior a la separación. El sistema preferiblemente comprende líneas de tubería constituyendo un sistema cercano previniendo o llevando a una reducción en la emisión de cualesquiera de uno o más de polvos, organismos microbianos, amoniaco, aire, líquido o cualquier otro componente del sistema. Las fracciones líquidas o agua de desecho de uno o más de por lo menos un tanque de ensilado, por lo menos un tanque ferraentador de pre-tratamiento, por lo menos un termentador de biogas, por lo menos un primer separador y por lo menos un segundo separador son preferiblemente re-usadas para limpiado de los cobertizos de animales o los establos. Las fracciones líquidas o agua de desecho de cualesquiera una o más de por lo menos un tanque de ensilado, por lo menos un termentador de biogas, por lo menos un primer separador y por lo menos un segundo separador son preferiblemente re-usadas en una etapa para el sistema de separación de lodo y producción de biogas para mantenimiento del material orgánico en un condición fluida apropiada.

El sistema hace posible la adición de cal, incluyendo CaO y/o Ca(OH)2, al material orgánico antes de que le material orgánico entre al tanque separador para la separación de N incluyendo amoniaco, preferiblemente añadiendo una cantidad de cal suficiente para generar un valor de pH desde aproximadamente 10· a aproximadamente 12, opcionalmente en combinación con una etapa de calentamiento y uno de aereación del lodo incluyendo el material orgánico. El material ' orgánico preferiblemente permanece en el tanque separador del sistema por un periodo de 5 a 10 días, así como 7 días. La temperatura dentro del tanque separador es preferiblemente entre 60° C y 80° C. Una cantidad es desde aproximadamente 30 a 60 gramos de Ca (OH) 2 por Kg de materia seca en el material orgánico es preferiblemente adicionada al material orgánico en el tanque separador o antes de que el material orgánico entre al tanque separador. El sistema facilita la recolección del N separado incluyendo amoniaco desde el tanque separador y la desviación del M separado a una columna en la cual el N incluyendo amoniaco es absorbido en agua o en una solución ácida preferiblemente que comprende ácido sulfúrico, y opcionalmente también almacenando el amoniaco absorbido en un tanque. El N absorbido en agua o en una solución ácida en esta forma es preferiblemente usado como un fertilizante. El horno de cocción con cal a presión del sistema es preferiblemente un aparato el cual es inicialmente capaz de cortar el material orgánico en segmentos y subsecuentemente capaz de desviar el material orgánico segmentado a una cámara en la cual, el material orgánico segmentado es calentado y simultáneamente expuesto a una presión alta debido a la temperatura elevada. El material orgánico para ser tratado en el horno de cocción con cal a presión es adicionado con una cantidad de cal, incluyendo CaO y/o Ca(OH)2/ antes a o después de entrar en el horno de cocción con cal a presión. Preferiblemente CaO es adicionado al horno de cocción de cal a presión en una cantidad de 5-10 g por kg de materia seca en el material orgánico. El sistema opera a una temperatura de entre 100° C y 220° C, así como, por ejemplo, 180° C a 200° C. La temperatura es alineada de acuerdo al material orgánico a ser tratado, una temperatura más alta es seleccionada a mayor contenido de celulosa, hemicelulosa y lignina en el material' orgánico, o una mayor temperatura es seleccionada de acuerdo al riesgo de organismos microbianos infecciosos o compuestos patógenos incluyendo priones BSE en el material orgánico. La presión está preferiblemente entre desde 2 a preferiblemente menos que 16 Bares, así como 4 a preferiblemente menos que 16 Bares, por ejemplo desde 6 a preferiblemente menos que 16 bares, así como desde 10 a preferiblemente menos que 16 bares. El sistema opera a la temperatur elevada de aproximadamente 5 a 10 minutos, pero tiempos de tratamiento mayores también pueden ser usados . N incluyendo amoniaco separado en el horno de cocción con cal a presión es preferiblemente recolectado y desviado a una columna y absorbido como se describió aqui en otra parte.

El sistema en una modalidad facilita el envío de material ensilado así como, por ejemplo, maíz, cosechas generadoras de energía, remolacha y/o residuos de cosechas, a un tanque de fermentación mesofílica o termofílica, antes de que el material sea posteriormente desviado a un tanque separador . El sistema puede también facilitar la desviación del material cocido con cal a presión a un tanque de fermentación mesofílica o termofílica, antes de que el material sea desviado al tanque separador. El sistema también facilita la optimización de la fermentación del material orgánico y la producción de biogas por provisión de una planta de pre-tratamiento que comprende instalación para separación de N incluyendo amoniaco y/o realizando hidrólisis alcalina bajo parámetros predeterminados del proceso, incluyendo nivel de pH, temperatura, aereación, duración, inhibición de espuma y floculación de material suspendido. El sistema en otra modalidad asegura condiciones optimizadas para la población de organismos microbianos contenidos en los fermentadores produciendo biogas. Esto es alcanzado, por ejemplo, desviando el lodo esterilizado o saneado del tanque separador a por lo menos un primer fermentador de biogas, en el cual el lodo esterilizado o saneado no inhibe o daña la población de organismos microbianos produciendo biogas en el fermentador. En particular, el material orgánico de N incluyendo amoniaco es separado, puede ser desviado a un reactor de biogas en el cual las condiciones de fermentación soportan una fermentación mesofílica. Una vez que el material orgánico ha sido sometido a una fermentación mesofílica, el material orgánico es preferiblemente desviado a otro reactor de biogas del sistema, en el cual las condiciones de fermentación son capaces de soportar una fermentación termofílica. Las condiciones de reacción termofílicas incluyen un rango de temperatura de reacción desde aproximadamente 45° C a 75° C, así como un rango de temperatura de reacción desde aproximadamente 55° C a 60° C. Las condiciones de reacción mesofílica incluyen un rango de temperatura de reacción desde aproximadamente 20° C a 45° C, incluyendo un rango de temperatura de reacción desde 30° C a 35° C. El sistema permite para ambas, la reacción termofílica y la reacción mesofílica ocurrir por aproximadamente o por lo menos 5-15 días, así como por aproximadamente o por lo menos 7-10 días, preferiblemente por lo menos 7 días.

El sistema comprende dispositivos capaces de prevenir la formación de espuma, en la cual los dispositivos son capaces de agregar, por ejemplo, polímeros, y/o aceites de plantas incluyendo aceite de colza, y/o diferentes sales, incluyendo sales que comprende CaO y/o Ca(OH)2- El sistema hace posible reusar por lo menos parte del material orgánico de los reactores de biogas en ese mismo reactor, en el cual el material orgánico fermentado funciona cono un inoculante de la población de organismos microbacteriales realizando la fermentación. El sistema hace posible en una modalidad desviar un lodo incluyendo un líquido que comprende partes sólidas, a un primer separador para separación de materiales sólidos incluyendo una fracción limitada del líquido de la parte principal de la fracción líquida. La fracción sólida principalmente comprende material orgánico e inorgánico incluyendo P (fósforo)- y compuestos de este. La fracción solida principalmente puede ser posteriormente secada y comprimida a fertilizante. El primer separador del sistema es preferiblemente un decantador centrífugo. El sistema también permite que el agua de desecho del primer separador sea tratada en un segundo separador, el segundo separador comprende un microfiltro cerámico en el cual el agua de desecho desde el primer separador es posteriormente procesada por aereación y filtración, opcionalmente removiendo cualquier componente oloroso residual, cualquier componente de nitrógeno residual y/o cualquier componente conteniendo K (potasio) , dejando una agua de desecho esencialmente limpia que comprende esencialmente ninguno de los componentes residuales . El sistema hace posible desviar el agua de desecho desde el reactor de biogas termofílico o desde el primer y/o segundo separador a un campo agrícola, a una planta de pre-tratamiento de aguas de desecho, o a una planta purificadora, o a una planta de tratamiento biológico para purificación posterior si es requerida. ' El sistema o el método de la presente invención puede ser usado para: Eliminar o disminuir la emisión al ambiente de polvo, organismos microbianos, amoniaco, aire contaminado, líquido o cualquier otro componente del sistema, especialmente de los cobertizos de animales: Mejorar la utilización de la energía contenida en la biomasa incluyendo material orgánico. Mejorar la producción de biogas que comprende gas metano y gas conteniendo metano. El gas puede ser almacenado en un tanque localmente y/o puede ser desviado a una red comercial de distribución de gas . Obtener fracciones separadas de N (nitrógeno) , P (fósforo) y K (potasio) potencialmente de los materiales

Claims (157)

1. orgánicos. Las fracciones son de valor comercial y pueden ser utilizadas como fertilizantes para fertilizar cosechas agrícolas y hortícolas. Obtener un bienestar animal mejorado e higiene- en establos animales mejorada y de acuerdo a la producción de los establos animales. La producción comprende estiércol, lodo y animales a ser matados. Los animales limpios reducen el riesgo de infección de carne cuando los animales son matados . Obtener un procedimiento para desgarrar esqueletos de animales o fracciones de estos, harina de carne y hueso o cualquier otro producto de animales disponible para eliminar, hacia tierra agrícola en la forma de fertilizantes refinados y así beneficiarse de los micro y macro-nutrientes en los animales, productos en la producción de plantas agrícolas y hortícolas . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
2. Reivindicaciones Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones 1. Un método para reducir el número de organismos microbianos viables y/o priones BSE presentes en un material orgánico, el método caracterizado porque comprende las etapas de i) Proporcionar un material orgánico que comprende partes sólidas y/o líquidas, ii) Reducir, en el material orgánico, el número de microorganismos y/o priones BSE por sometimiento del material orgánico a a) Una etapa de cocimiento con cal a presión, y/o b) Una etapa en la cual el material orgánico es calentado a una temperatura predeterminada y/o sometido a una presión predeterminada y/o sometido a adición de base o ácido, y/o c) Una etapa que resulta en por lo menos hidrólisis parcial del material orgánico, En el cual las etapas de proceso a) , b) y c) pueden ocurrir simultáneamente, o secuencialmente en cualquier orden, y iii) Obtener un material orgánico procesado que comprende por lo menos un número reducido de organismos microbianos viables y/o priones BSE. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende etapas posteriores de desviación del material orgánico procesado a un termentador de biogas, fermentando el material orgánico procesado y obteniendo un biogas.
3. 3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porgue comprende las etapas posteriores de complementación de un ambiente externo, incluyendo un campo agrícola, con el material orgánico procesado.
4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 2 , caracterizado porgue comprende las etapas posteriores de complementación de un ambiente externo, incluyendo un campo agrícola, con el material residual que resulta de la fermentación del material orgánico procesado.
5. 5. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porgue comprende las etapas posteriores de separación de nitrógeno (N) , incluyendo amoniaco, a partir del material orgánico anterior a la desviación a un termentador de biogas del material orgánico, y obteniendo biogas de la fermentación del material orgánico libre de por lo menos parte del N, incluyendo amoniaco.
6. 6. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porgue los organismos microbianos son seleccionados de organismos microbianos animales, organismos microbianos infecciosos, y organismos microbianos parasíticos patógenos, incluyendo una combinación de estos .
7. 7. El método de conformidad con cualquiera de - las reivindicaciones 1 y 5, caracterizado porque el material orgánico que comprende partes sólidas y/o líquidas, se selecciona de estiércol y lodos de estos, residuos de cosechas, cosechas de . ensilados, esqueletos animales o fracciones de estos, desperdicio de rastros, harina de carne y hueso, incluyendo cualquier combinación de estos.
8. 8. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la producción de biogas es mejorada posteriormente cociendo con cal a presión el material orgánico antes que el material orgánico sea sometido a una etapa de separación de N.
9. 9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el material orgánico cocido con cal a presión es fermentado antes de ser sometido a una etapa de separación de N.
10. 10. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el material orgánico de origen de plantas es ensilado antes de ser desviado a una etapa de separación de N.
11. 11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el material orgánico ensilado de origen de plantas es fermentado antes de la separación de N.
12. 12. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende las etapas de i) Eliminar, inactivar y/o reducir en el material orgánico el número de organismos microbianos viables y/o priones BSE al someter el material orgánico a a) Una etapa de cocción con cal a presión, y/o b) Una etapa en el cual el material orgánico es calentado a una temperatura predeterminada y/o sometido a una presión predeterminada y/o sometido a adición de base o ácido, y/o c) Una etapa que resulta en por lo menos la hidrólisis parcial del material orgánico, en donde las etapas de procesamiento a) , b) y c) pueden suceder simultáneamente o secuencialmente en cualquier orden ii) Separar el N, · incluyendo amoniaco, del material orgánico procesado, iii) Desviar el material orgánico separado de N a un termentador de biogas, iv) Fermentar el material orgánico separado, y v) Obtener biogas y un material orgánico fermentado por lo menos teniendo un número reducido de organismos microbianos viables y/o priones BSE.
13. 13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque esencialmente no están presentes los priones BSE en el material orgánico resultado de la fermentación.
14. 14. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la etapa de separación de nitrógeno (N) , incluyendo amoniaco, es realizada por adición inicialmente de una cantidad de cal al material orgánico para incrementar el valor de pH arriba de 9 a una temperatura de preferiblemente 40° C.
15. 15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el valor de pH es arriba de 10.
16. 16. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el valor de pH es arriba de 11.
17. 17. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la temperatura está arriba de 50° C.
18. 18. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la- temperatura está arriba de 60° C.
19. 19. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el tiempo de operación es desde 2 a 15 días.
20. 20. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el tiempo de operación es desde 4 a 10 días .
21. 21. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el tiempo de operación es desde 6 a 8 días .
22. 22. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el valor de pH es 8-12, la temperatura 70° C-80° C, la relación líquido a gas es menor que 1:400, y el tiempo de operación es aproximado a 7 días.
23. 23. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el material orgánico comprende un máximo de 50% de partes sólidas.
24. 24. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el material orgánico comprende un máximo de 40% de partes sólidas.
25. 25. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el material orgánico comprende un máximo de 30% de partes sólidas.
26. 26. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el material orgánico comprende un máximo de 20% de partes sólidas.
27. 27. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porgue el material orgánico comprende un máximo de 10% de partes sólidas.
28. 28. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el material orgánico es un lodo líquido obtenido por la adición de agua y/o agua conteniendo una baja concentración de material orgánico, preferiblemente menos que 10% de partes sólidas.
29. 29. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el agua adicionada incluye agua que contiene una baja concentración de material orgánico obtenida de la planta de ensilado, y/o agua recolectada después - del limpiado de establos y/o limpiado de animales, y/o agua obtenida de la fermentación antes del proceso de separación de N, y/o agua obtenida de una o más plantas de producción de biogas, y/o agua obtenida durante la concentración de fertilizantes de P, y/o agua obtenida durante la concentración de fertilizantes de , y/o agua recolectada de lluvia .
30. 30. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el agua adicionada es agua de desecho obtenida de una planta de producción de biogas .
31. 31. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el agua adicionada es agua de desecho obtenida durante la concentración de fertilizantes de P.
32. 32. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el agua adicionada es agua obtenida durante la concentración de fertilizantes de K.
33. 33. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el agua adicionada es recolectada de agua de lluvia.
34. 34. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el pH es incrementado por adición de CaO.
35. 35. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el pH es incrementado por adición de Ca(OH)2.
36. 36. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el nitrógeno (N) separado incluyendo amoniaco es absorbido en una columna antes de ser opcionalmente almacenado en un tanque.
37. 37. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el nitrógeno (N) separado incluyendo amoniaco es absorbido en una columna que comprende agua o una solución ácida, preferiblemente ácido sulfúrico, antes de ser opcionalmente almacenado en un tanque.
38. 38. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-14, caracterizado porque la etapa de cocción del material orgánico con cal a presión es realizada a una temperatura desde aproximadamente a 100° C a aproximadamente 250° C, bajo una presión de 2-20 Bares, con adición de cal suficiente para alcanzar un valor de pH de desde aproximadamente 9 a aproximadamente 12, y con un tiempo de operación de desde por lo menos un 1 minuto a preferiblemente alrededor de menos de 60 minutos.
39. 39. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el material orgánico comprende posteriormente desechos concentrados o estiércol de animales, especialmente de propiedades de ganado, cerdos y aves.
40. 40. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el ' material orgánico posteriormente comprende esqueletos de animal o fracciones de estos, desechos de rastros, harina de carne y hueso, plasma sanguíneo o cualquier producto originado de animales, material con riesgo y sin riesgo con respecto a la presencia potencial de priones BSE u otros priones .
41. 41. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el material orgánico posteriormente comprende proteínas o moléculas orgánicas similares que comprenden elementos, incluyendo aminoácidos y combinaciones de estos, constituyendo los priones BSE u otros priones, y en el cual los priones BSE u otros priones son eliminados o destruidos directamente o liberados disponibles para destrucción en la fermentación anaeróbica.
42. 42. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el material orgánico posteriormente comprende paja, fibras o aserrín.
43. 43. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el material orgánico tiene un alto contenido de fibras, preferiblemente más que 10% (p/p) .
44. 44. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el material orgánico tiene un alto contenido de complejos carbohidratos que comprenden celulosa, y/o hemicelulosa y/o lignina, preferiblemente más que 10% (P/P) ·
45. 45. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el material orgánico que comprende celulosa, seguido de la cocción con cal a presión, se desintegra en pequeños ácidos orgánicos tales como ácido fórmico, ácido acético, ácido láctico, y similares.
46. 46. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque cualquier urea o ácido úrico presente en el material orgánico es convertido en amoniaco, y en el cual el amoniaco es opcionalmente recolectado como se describió en el método de cualquiera de las reivindicaciones 36 y 37.
47. 47. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque la cal comprende o esencialmente consiste de CaO o Ca(OH)2-
48. 48. El método de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque la cantidad de CaO adicionada es desde aproximadamente 2 a aproximadamente 80 g por kg de materia seca .
49. 49. El método de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque la cantidad adicionada de CaO es desde aproximadamente 5 a aproximadamente 60 g por Kg de material seco.
50. 50. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque la temperatura está en el intervalo de aproximadamente 120° C a aproximadamente 220° C, en el cual la presión está desde aproximadamente 2 Bares a preferiblemente aproximado menor que 18 Bares, y en el cual el tiempo de operación está desde por lo menos 1 minuto a preferiblemente menos que 30 minutos.
51. 51. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque la temperatura está en el intervalo de aproximadamente 180° C á aproximadamente 220° C, en el cual la presión está desde aproximadamente 10 Bares a preferiblemente menos que 16 Bares, en el cual el nivel de pH está desde aproximadamente 10 a aproximadamente 12, y en la cual el tiempo de operación está desde aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 10 minutos.
52. 52. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el material orgánico comprende o consiste esencialmente de partes sólidas de menos de 10 cm en longitud.
53. 53. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el material orgánico comprende o esencialmente consiste de partes sólidas de menos de 5 cm en longitud.
54. 54. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el material orgánico comprende o esencialmente consiste de partes sólidas de menos de 1 cm en longitud.
55. 55. El método de conformidad con las reivindicaciones 38 y 52-54, caracterizado porque el material orgánico está macerado antes de ser tratado en el horno de cocción de cal .
56. 56. El método de conformidad con la reivindicación - 55 , caracterizado porque un transportador de tornillo equipado con un macerador, preferiblemente hecho de acero a prueba de oxidación y ácido, transporta el material orgánico dentro del horno de cocción con cal , donde el material orgánico es calentado por inyección de vapor, o por vapor en una capa alrededor del horno de cocción de cal, o cualquier combinación de estas.
57. 57. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el material orgánico tratado en el horno de cocción con cal a presión es subsecuentemente desviado a una planta para fermentación mesofílica y/o termofilica antes de que el material orgánico esté sometido a separación de N.
58. 58. El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque la fermentación es realizada por una población bacteriana.
59. 59. El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque la fermentación es una fermentación anaeróbica.
60. 60. El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque el material orgánico de origen animal tiene una alta cantidad de (N) , preferiblemente más de 10%.
61. 61. El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque la fermentación es realizada a una temperatura de desde aproximadamente 15° C a preferiblemente menos que aproximadamente 65° C.
62. 62. El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque la fermentación es realizada a una temperatura de desde aproximadamente 25° C a preferiblemente menos que aproximadamente 55° C.
63. 63. El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque la fermentación es realizada a una temperatura de desde aproximadamente 35° C a preferiblemente menos que aproximadamente 45° C.
64. 64. El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque la fermentación es realizada por un periodo de tiempo desde aproximadamente 5 a preferiblemente menos que 15 días.
65. 65. El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque la fermentación es realizada por un periodo de tiempo desde aproximadamente 7 a preferiblemente menos que 10 días.
66. 66. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el material orgánico a ser ensilado comprende forraje de cosechas anuales, tales como remolacha, maíz, pasto, y en las cuales opcionalmente las puntas de las plantas están incluidas.
67. 67. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicación 1-14, caracterizado porque la producción de biogas es realizada en una o más plantas por un organismo microbiano, preferiblemente una bacteria, e involucra - una fermentación anaeróbica del material orgánico. .
68. 68. El método de conformidad con la reivindicación 67, caracterizado porque la bacteria produce principalmente metano y una fracción pequeña de dióxido de carbono cuando el material orgánico es fermentado.
69. 69. El método de conformidad con la reivindicación 67, caracterizado porque la producción de biogas es realizada en una o más plantas por fermentación bacterial anaeróbica del material orgánico.
70. 70. El método de conformidad con la reivindicación 67, caracterizado porque la producción de biogas es realizada en dos plantas por fermentación anaeróbica bacterial del material orgánico, inicialmente por fermentación con bacterias termofílica en una primera planta, seguida por desviación del material orgánico fermentado termofílicamente a una segunda planta, en la cual la fermentación con bacteria mesofílica tiene lugar.
71. 71. El método de conformidad con la reivindicación 70, caracterizado porque las condiciones de reacción termofílicas incluyen un rango de temperatura de reacción desde 45° C a 75° C.
72. 72. El método de conformidad con la reivindicación 70, caracterizado porque las condiciones de reacción termofílicas incluyen un rango de temperatura de reacción desde 55° C a 60° C.
73. 73. El método de conformidad con la reivindicación 70, caracterizado porque las condiciones de reacción mesofílicas incluyen un rango de temperatura de reacción desde 20° C a 45° C.
74. 74. El método de conformidad con la reivindicación 70, caracterizado porque las condiciones de reacción mesofílicas incluyen un rango de temperatura de reacción desde 30° C a 35° C.
75. 75. El método de conformidad con la reivindicación 70, caracterizado porque la reacción termofílica es realizada por aproximadamente 5 a 15 días.
76. 76. El método de conformidad con la reivindicación 70, caracterizado porque la' reacción termofílica es realizada por aproximadamente 7 a 10 días.
77. 77. El método de conformidad con la reivindicación 70, caracterizado porque la reacción mesofílica es realizada por aproximadamente 5 a 15 días.
78. 78. El método de conformidad con la reivindicación 70, caracterizado porque la reacción mesofílica es realizada por aproximadamente 7 a 10 días.
79. 79. El método de conformidad con la reivindicación 70, caracterizado porque cualquier formación potencial de espuma es reducida y/o eliminada por la adición de polímeros, y/o aceites de plantas, y/o una o más sales.
80. 80. El método de conformidad con la reivindicación - 79 , caracterizado porque el aceite de plantas es aceite de colza.
81. 81. El método de conformidad con la reivindicación 79, caracterizado porque las sales comprenden o esencialmente consisten de CaO y/o Ca(OH)2.
82. 82. El método de conformidad con la reivindicación 67, caracterizado porque una floculación deseable de substancias y partículas durante la producción del biogas es lograda por la adición de iones-calcio capaces de formar puentes-calcio entre substancias orgánicas e inorgánicas en solución o suspensión, los puentes-calcio resultan en la formación de agregados de partículas.
83. 83. El método de conformidad con la reivindicación 82, caracterizado porque la adición de iones-calcio resulta posteriormente en la precipitación de ortofosfatos, incluyendo (P043~) disuelto, el cual es preferiblemente precipitado como fosfato de calcio Ca3(P04)2/ en el cual el fosfato de calcio precipitado preferiblemente permanece suspendido en un lodo.
84. 84. El método de conformidad con la reivindicación 67, caracterizado porque el biogas obtenido es desviado a una máquina de gas capaz de producir calor y/o electricidad.
85. 85. El método de conformidad con la reivindicación 84, caracterizado porque el calor es usado para calentar el horno de cocción con cal a presión y/o la planta de fermentación y/o el reactor separador de N y/o una o más planta (s)- de biogas y/o las casa(s) de animales y/o una residencia de humanos y/o calentamiento de agua para ser usada en una casa o residencia humana.
86. 86. El método de conformidad con la reivindicación 84, caracterizado porque la electricidad es desviada y vendida a una red comercial para distribución eléctrica.
87. 87. El método de conformidad con la reivindicación 67, caracterizado porque el material orgánico, esterilizado, separado de N y fermentado es dispersado en campos agrícolas.
88. 88. El método de conformidad con la reivindicación 1 a 14, caracterizado porque los organismos microbianos incluyen bacterias tales como Campylobacte , Salmonella, Yersinia, Asearás, organismos microbianos y parasíticos similares, así como virus, viroides y similares.
89. 89. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 14, caracterizado porque posteriormente comprende la etapa para la producción de N que comprende fertilizantes de los materiales orgánicos que comprenden una fuente de N, la producción comprende las etapas de i) recolección de N incluyendo amoniaco separado del material orgánico en una etapa de separación de N, ii) absorber el N incluyendo amoniaco en agua o una solución ácida preferiblemente que comprende ácido sulfúrico, y iii) obtener fertilizante de N el cual puede ser dispersado en campos agrícolas .
90. 90. El método de conformidad con las reivindicaciones 5 a 14, caracterizado porque comprende la etapa de producción de fósforo (P) que comprende fertilizantes de materiales orgánicos que comprenden una fuente de P, la producción que comprende las etapas de i) desviar el lodo del termentador de biogas a un separador, ii) separar el material orgánico fermentado así como el material inorgánico en una fracción sólida y principalmente una líquida, iii) obtener una fracción sólida principal que comprende una parte del P, preferiblemente en la forma de fosfato de calcio Ca3(P04)2 y fosfatos orgánicos suspendidos en el lodo, en el cual la fracción sólida es capaz de ser usada como un fertilizante de P capaz de ser dispersado en tierra agrícola cuando sea apropiado .
91. 91. El método de conformidad con la reivindicación 90, caracterizado porque el separador es un decantador centrífugo .
92. 92. El método de conformidad con la reivindicación 90, caracterizado porque la fracción sólida principalmente que comprende P es secada para producir un granulado que comprende un fertilizante de P, opcionalmente permitiendo a la fracción de .P hacer composta en una milla de almacenamiento bajo una capa o cubierta permeable al aire.
93. 93. El método de conformidad con las reivindicaciones 5 a 14, caracterizado porgue el agua de desecho obtenida de la producción de biogas y la separación de componentes sólidos es re-usada en la fermentación de ensilados y/o en el proceso de cocimiento con cal a presión y/o en el proceso de separación de N y/o en la planta de biogas y/o en el limpiado de los establos y/o es dispersada en tierra y/o es llevada a una planta convencional de tratamiento de aguas de desecho.
94. 94. El método de conformidad con las reivindicaciones 5 a 14, caracterizado porque posteriormente comprende la etapa de producción de agua de desecho substancialmente limpia, la producción comprende las etapas de i) obtención de la fracción líquida del separador que comprende agua de desecho teniendo solamente un contenido muy limitado de N y P, y esencialmente no contiene fuentes capaces de dispersar zoonosis, virus veterinarios, bacterias infecciosas, parásitos u otros agentes infecciosos, incluyendo priones BSE y otros priones.
95. 95. El método de conformidad con la reivindicación 9 , caracterizado porque el agua de desecho contiene menos del 10% del.N y P originalmente obtenido en el lodo.
96. 96. El método de conformidad con las reivindicaciones 5 a 14, caracterizado porque posteriormente · comprende la etapa de la producción de potasio (K) que comprende fertilizantes de materiales orgánicos que comprende una fuente de K, la producción que comprende i) desviar la fracción líquida desde el primer paso de separación a un segundo paso de separación, ii) separar la composición orgánica e inorgánica remanente del líquido, iii) obtener una fracción sólida que comprende K, en la cual la fracción sólida es capaz de ser usada como un fertilizante de K capaz de ser dispersado en tierra agrícola cuando sea apropiado.
97. 97. El método de conformidad con la reivindicación 96, caracterizado porque el segundo paso de separación comprende el sometimiento de la fracción que comprende K a través de un microfiltro cerámico operando con una aereación y filtración intermitentes del agua de desecho, en la cual preferiblemente la aereación provee descomposición del material orgánico remanente y asentamiento de agregados inorgánicos.
98. 98. El método de conformidad con la reivindicación 94, caracterizado porque comprende posteriormente la etapa de producción de agua de desecho limpia, en el cual el agua de' desecho obtenida es tratada en un sistema de tratamiento aeróbico capaz de eliminar y/o reducir el contenido de N y P dentro del agua y preferiblemente también descomponer el material orgánico remanente y componentes olorosos, obteniendo agua de desecho esencialmente libre de N y P, en la cual el agua de desecho es preferiblemente capaz de ser dispersada en tierra agrícola cuando sea apropiado, o re-circulada a través de cobertizos de animales.
99. 99. El método de conformidad con la reivindicación 98, caracterizado porque la aereación es realizada con .aire atmosférico durante 2-4 semanas.
100. 100. El método de conformidad con la reivindicación 98, caracterizado porque la temperatura es mantenida a aproximadamente 20° C.
101. 101. El método de conformidad con la reivindicación 98, caracterizado porque la relación líquido-gas es aproximadamente 1:2000.
102. 102. El método de conformidad con la reivindicación 98, caracterizado porque el N eliminado es recolectado y desviado a la columna de absorción de acuerdo con la reivindicación 36 y 37.
103. 103. El método de conformidad con la reivindicación 94, caracterizado' porque comprende posteriormente la etapa de mejoramiento de la higiene en un establo de animales, el mejoramiento consiste en limpiar el establo con el agua de desecho obtenida.
104. 104. El método de conformidad con la reivindicación 103, caracterizado porque el limpiado del establo comprende limpiado y regado de pocilgas, pisos, tablillas, canales de estiércol, techos, canales de ventilación, limpiado de aire agotado, etc., reduciendo las superficies emisoras donde el olor, amoniaco y polvo pueden ser liberados en el ambiente de la localización predeterminada incluyendo el establo.
105. 105. El método de conformidad con la reivindicación 103, caracterizado porque el limpiado del establo es realizada con agua de desecho obtenida después de la fermentación de cosechas generadoras de energía u obtenido después de la fermentación para producir biogas y la separación de sólidos y líquidos o agua de desecho obtenida de un proceso posterior en el sistema.
106. 106. El método de conformidad con la reivindicación 103, caracterizado porque comprende posteriormente un método para mejorar el bienestar animal en un establo utilizando paja en el establo, esto provee a los animales con material ocupacional y para excavación y forraje estructural, y desviando la paja que comprende material orgánico del establo al horno de cocción con cal a presión, hidrolizando el material orgánico antes- de procesamientos posteriores .
107. 107. El método de conformidad con la reivindicación 103, caracterizado porque posteriormente comprende un método para mejorar el bienestar animal en un establo que comprende rociar a los animales para reducir el número de organismos microbianos así como polvo en la superficie de los animales y simultáneamente reduciendo la temperatura de los animales .
108. 108. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende un método en el cual . el sistema integrado comprende fermentación anaeróbica de estiércol de animales, cosechas generadoras de energía y substratos orgánicos similares, así como refinamiento de nutrientes contenidos en la biomasa digerida a fertilizantes de calidad comercial, en combinación con la obtención de agua de desecho limpia, está situado en una granja para procesamiento local del material orgánico.
109. 109. Un sistema caracterizado porque comprende i) Un primer dispositivo, preferiblemente cobertizos de animales o establos para compañías y/o crianza de animales, preferiblemente granjas de animales incluyendo vacas, cerdos, reses, caballos, cabras, ovejas, y/o aves, y similares, y/o ii) Un segundo dispositivo, preferiblemente por lo menos una planta de pre-tratamiento de material orgánico pre-tratado, el material orgánico preferiblemente comprende estiércol animal y/o lodo animal y/o partes de plantas, en el cual las partes de plantas preferiblemente comprenden una o más de paja, cosechas, residuos de cosechas, ensilados, cosechas generadoras de energía, y opcionalmente esqueletos de animales o fracciones de estos, desperdicio de rastros, harina de carne y hueso, plasma sanguíneo, o cualquier producto originado de animales, material con riesgo y sin riesgo con respecto a la presencia potencial de priones BSE y otros priones, y/o Un tercer dispositivo, preferiblemente una planta de energía generando una cantidad mejorada de energía a partir de una biomasa que comprende material orgánico. la cual el primer dispositivo comprende a) Un sistema para limpiar uno o más pisos, tablillas, pocilgas, canales de estiércol, canales de lodo, animales, y canales de ventilación de una casa de animales o un establo, el limpiado involucra el uso de agua de limpiado y/o b) Un sistema para transportar el agua de limpiado, opcionalmente en la forma de un lodo que comprende agua de limpiado y material orgánico, de la casa de animales o establo al segundo dispositivo, En la cual el segundo dispositivo comprende a) Un primer tanque de pre-tratamiento, preferiblemente a un tanque separador para i) separación de N (nitrógeno) , incluyendo amoniaco, del lodo desviado del primer dispositivo al segundo dispositivo, o ii) separación de N, incluyendo amoniaco, del material orgánico desviado a de un tanque de pre-tratamiento adicional del segundo dispositivo, en el cual el primer tanque de pre- tratamiento puede opcionalmente también ser usado para hidrolización del material orgánico, y/o b) Un segundo tanque de pre-trataraiento, preferiblemente un horno de cocción con cal a presión para hidrolización de lodo que comprende material orgánico desviado del primer dispositivo al segundo dispositivo, en donde la hidrólisis resulta en eliminación, inactivación y/o reducción en el número de cualquiera de los organismos microbianos viables y/o substancias patogénicas presentes en el lodo, o una parte de estos y/o c) Por lo menos un tanque, preferiblemente un tanque de ensilado para generación de material de planta ensilado que comprende por lo menos uno o más de maíz/elote, cosechas generadoras de energía, remolachas, y residuos de cosechas, y/o d) Por lo menos un segundo tanque, preferiblemente un tanque de fermentación de pre-tratamiento para fermentar ensilados y/o material orgánico cocido con cal a presión, en el cual las condiciones de fermentación son seleccionadas de condiciones de fermentación mesofílica y/o condiciones de fermentación termofílica. En el cual el tercer dispositivo comprende a) Por lo menos un fermentador de biogas al cual el lodo y/o el material orgánico puede ser desviado desde el segundo dispositivo para fermentación del material orgánico bajo cualesquiera condiciones de fermentación mesofílica y/o fermentación termofílica, resultando la fermentación en la producción de. gas que comprende principalmente metano y/o Por lo menos un tanque para recolección de biogas, en donde el tanque está opcionalmente conectado a una distribución externa de biogas, o conectada a una máquina de gas, y/o Por lo menos un primer separador, preferiblemente un decantador centrifugo en el cual el material fermentado de por lo menos un fermentador de biogas es separado en una fracción esencialmente líquida en la forma de agua de desecho, y una fracción esencialmente sólida, en donde la fracción sólida comprende fósforo (P) sólido que comprende material orgánico e inorgánico, y/o Por lo menos un segundo separador, preferiblemente un microfiltro cerámico en el cual el agua de desecho desde por lo menos un primer separador es además procesada, preferiblemente por aereación y filtración, en donde el procesamiento resulta en la remoción de por lo menos algunos y preferiblemente una mayoría de uno o más componentes olorosos, compuestos de nitrógeno (N) y compuestos de potasio (K) , en donde la separación posterior resulta en la generación de agua de desecho que comprende una cantidad reducida de cualquiera uno o más de los componentes olorosos, compuestos de nitrógeno (N) y compuestos de potasio (K) comparado con la cantidad anterior a la separación.
110. 110. Un sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque las fracciones líquidas o agua de desecho desde uno o más de por lo menos un tanque de ensilado, el por lo menos único tanque de fermentación para pre-tratamiento, el por lo menos único fermentador de biogas, el por lo menos único primer separador y el por lo menos único segundo separador es re-usado para el limpiado de cobertizos de animales o el establo.
111. 111. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque el sistema comprende líneas de tubería constituyendo un sistema cercano previniendo o llevando a una reducción en las emisiones de cualesquiera de uno o más de polvo, organismos microbianos, amoniaco, aire, líquido o cualquier otro constituyente dentro del sistema.
112. 112. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque las fracciones líquidas o el agua de desecho desde cualquiera de uno o más de por lo menos un tanque de ensilado, el por lo menos único tanque de fermentación para pre- ratamiento, el por lo menos único fermentador de biogas, el por lo menos único primer separador y el por lo menos único segundo separador es re-usado en cualquier paso del sistema de separación de lodo y producción de biogas para mantener el material orgánico en una condición fluida apropiada.
113. 113. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque la cal incluyendo CaO y/o Ca(0H)2 es adicionada al material orgánico antes que el material orgánico entre al tanque separador para separación de N incluyendo amoniaco, preferiblemente adicionando una cantidad de cal suficiente para generar un valor de pH de desde aproximadamente 10 a aproximadamente 12, opcionalmente en combinación con una etapa de calentamiento y una aereación del lodo incluyendo el material orgánico.
114. 114. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque el material orgánico permanece en el tanque separador por un período de 5 a 10 días, opcionalmente 7 días.
115. 115. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque la temperatura dentro del tanque separador está entre 60° C y 80° C.
116. 116. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque una cantidad de entre 30 y 60 gramos de Ca(OH)2 por Kg de materia seca en el material orgánico es adicionada el material orgánico en el tanque separador o antes de que el material orgánico entre en el tanque separador.
117. 117. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque el N separado incluyendo amoniaco es recolectado desde el tanque separador y desviado a una columna en la cual el amoniaco es absorbido en agua o una solución ácida preferiblemente que comprende ácido sulfúrico, y opcionalmente almacenando el amoniaco absorbido en un tanque .
118. 118. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque el N absorbido en una solución ácida es utilizado como un fertilizante.
119. 119. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque el horno de cocción con cal a presión es un aparato que primero corta el material orgánico en segmentos, y segundo desvia el material orgánico segmentado a una cámara en donde · el material orgánico segmentado es calentado y simultáneamente expuesto a un presión alta debido a la temperatura elevada.
120. 120. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque el material orgánico a ser tratado en el horno de cocción con cal a presión está adicionado con una cantidad de cal .
121. 121. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque el material orgánico a ser tratado en el horno de cocción con cal a presión está adicionado con cal en la forma de CaO o Ca(OH)2.
122. 122. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque el material orgánico a ser" tratado en el horno de cocción con cal a presión está adicionado con CaO.
123. 123. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque el material orgánico a ser tratado en el horno de cocción con cal a presión está adicionado con CaO de 5-10 g por kg de materia seca en el material orgánico.
124. 124. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque la temperatura del material orgánico en el horno de cocción con cal a presión está entre 100° C y 220° C. La temperatura es alineada de acuerdo al material orgánico a ser tratado, una mayor temperatura es seleccionada a mayor contenido de celulosa, hemicelulosa y lignina en el material orgánico, o una mayor temperatura es seleccionada de acuerdo con el riesgo de organismos microbianos infecciosos o compuestos patogénicos incluyendo priones BSE en el material orgánico .
125. 125. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque la temperatura del material orgánico en el horno de cocción con cal a presión está entre 180° C y 200° C.
126. 126. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque la presión del material orgánico en el horno de cocción con cal a presión está entre 10 y 16 Bares.
127. 127. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque el material orgánico en el horno de cocción con cal a presión es tratado con la temperatura elevada de 5 a 10 minutos.
128. 128. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque el N incluyendo amoniaco es separado en el horno de cocción con cal a presión, es recolectado y desviado a una columna y absorbido como se describió en la reivindicación 117.
129. 129. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque el ensilado de, pero no limitado a, maíz, cosechas generadoras de energía, remolachas, y/o residuos de cosechas, es desviado a un tanque de fermentación mesofilica o termofílica, antes de la desviación posterior al tanque separador.
130. 130. El sistema de · conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque el material orgánico tratado en el horno de cocción con cal a presión es desviado a un tanque de fermentación mesofilica o termofílica, antes de ser desviado al tanque separador.
131. 131. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque la fermentación del material orgánico y la producción de biogas es optimizada por pre-tratamiento que comprende separación de N incluyendo amoniaco e hidrólisis alcalina a condiciones incluyendo un nivel de pH apropiado, temperatura, aereación, duración, inhibición de espuma y floculación de material suspendido.
132. 132. El sistema de conformidad con la reivindicación .109 , caracterizado porque las condiciones del organismo microbiana en los fermentadores productores de biogas son optimizadas desviando el lodo esterilizado o saneado del tanque separador al primer termentador de biogas, el lodo esterilizado o saneado no inhibe o daña la población de organismos microbianos de producción de biogas en los fermentadores .
133. 133. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque el material orgánico del cual el N incluyendo amoniaco es separado, es desviado a un reactor de biogas en el cual las condiciones son mesofílicas.
134. 134. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque el material orgánico que es fermentado mesofilicamente, es desviado a un reactor de biogas en el cual las condiciones son termofilicas .
135. 135. El sistema de conformidad con la reivindicación 133, caracterizado porque las condiciones de reacción termofílicas incluyen un rango de temperatura de reacción desde 45° C a 75° C.
136. 136. El sistema de conformidad con la reivindicación 133, caracterizado porque las condiciones de reacción termofílicas incluyen un rango de temperatura de reacción desde 55° C a 60° C.
137. 137. El sistema de conformidad con la reivindicación 133, caracterizado porque las condiciones de reacción mesofílicas incluyen un rango de temperatura de reacción desde 20 °. C a 45° C.
138. 138. El sistema de conformidad con la reivindicación 133, caracterizado porque las condiciones de reacción mesofílicas incluyen un rango de temperatura de reacción desde 30° C a 35° C.
139. 139. El sistema de conformidad con la reivindicación 133, caracterizado porque la reacción termofílíca es realizada por 5-15 días.
140. 140. El sistema de conformidad con la reivindicación 133, caracterizado porque la reacción termofílíca es realizada por 7-10 días.
141. 141. El sistema de conformidad con la reivindicación 133, caracterizado porque la reacción mesofílica es realizada por 5-15 días.
142. 142. El sistema de conformidad con la reivindicación 133, caracterizado porque la reacción mesofílica es realizada por 7-10 días.
143. 143. El sistema de conformidad con la reivindicación 133, caracterizado porque una formación potencial de espuma es limitada por la adición de polímeros, y/o aceites de plantas, y/o diferentes sales.
144. 144. El sistema de conformidad con la reivindicación 143, caracterizado porgue el aceite de plantas es aceite de colza.
145. 145. El sistema de conformidad con la reivindicación 143, caracterizado porgue las sales comprenden CaO y/o Ca(OH)2-
146. 146. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porgue el material orgánico es fermentado mesofílicamente y termofilicamente cada uno por lo menos 7 días .
147. 147. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porgue parte del material orgánico fermentado de los reactores de biogas es re-usado en ese reactor en particular, el material orgánico fermentado funciona como un inoculante de la población de organismos microbianos realizando la fermentación.
148. 148. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porgue el material orgánico fermentado gue comprende un lodo incluyendo un líguido con material sólido, es desviado a un primer separador, separando los materiales sólidos incluyendo una fracción limitada del liquido de la parte principal de la fracción líguida. La fracción sólida principalmente comprende material orgánico e inorgánico incluyendo P (fósforo) y compuestos de éste. La fracción sólida principal puede ser posteriormente secada y comprende un fertilizante.
149. 149. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque el primer separador es un decantador.
150. 150. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque el agua de desecho del primer separador es tratado en un segundo separador, el segundo separador que comprende un microfiltro cerámico en el cual el agua desecada del primer separador es posteriormente procesada por aereación y filtración, opcionalmente removiendo cualquier residuo de componentes olorosos, cualquier residuo de compuestos de nitrógeno y cualquier componente conteniendo (potasio) , dejando un agua de desecho limpia.
151. 151. El sistema de conformidad con la reivindicación 109, caracterizado porque el agua de desecho del reactor termofílico de biogas o del primer o segundo separador es desviada a la tierra, a una planta de tratamiento de aguas residuales o a una planta purificadora, opcionalmente a una planta de tratamiento biológico.
152. 152. El uso de un · sistema o un método de cualquiera de las reivindicaciones 4 - 151, para eliminar o disminuir la emisión al ambiente de polvo, organismos microbianos, amoniaco, aire contaminado, líquido o cualquier otra constitución dentro del sistema, especialmente de cobertizos de animales .
153. 153. El uso de un sistema o un método de cualquiera de las reivindicaciones 4 - 151, para mejorar la utilización de la energía contenida en una biomasa incluyendo material orgánico .
154. 154. El uso de un sistema o un método de cualquiera de las reivindicaciones 4 - 151, para mejorar la producción de biogas que comprende gas metano y gas conteniendo metano. El gas puede ser almacenado en un tanque localmente y/o puede ser desviado a una red comercial de distribución de gas.
155. 155. El uso de un sistema o un método de cualquiera de las reivindicaciones 4 - 151, para obtener fracciones separadas de N (nitrógeno) , P (fósforo) y potencialmente K (potasio) de los materiales orgánicos. Las fracciones son de valor comercial y pueden ser utilizadas como fertilizantes para fertilizar cosechas agrícolas y hortícolas.
156. 156. El uso de un sistema o un método de cualquiera de las reivindicaciones 4 - 151, para obtener un bienestar animal mejorado y aumentar la higiene en establos animales y de acuerdo con la producción de los establos animales. La producción comprende estiércol, lodo y animales para matanza. Los animales limpios reducen el riego de infección de la carne cuando los animales son matados .
157. 157. El uso de un sistema o un método de cualquiera de las reivindicaciones 4 - 151, para obtener un procedimiento para liberar esqueletos de animales o fracciones de estos, harina de carne y hueso o cualquier otro producto de animales disponible para despacharse a tierra agrícola en la forma de fertilizantes refinados y así beneficiar de los micro- y