19© OFICINA ESPAÑOLA DEPATENTES Y MARCAS

ESPAÑA

11© Número de publicación: 2 341 19621© Número de solicitud: 20075000351© Int. Cl.:

F26B 23/00 (2006.01)

C05F 3/00 (2006.01)

12© PATENTE DE INVENCIÓN B1

22© Fecha de presentación: 18.07.2005

30© Prioridad: 19.07.2004 US 894,645

43© Fecha de publicación de la solicitud: 16.06.2010

Fecha de la concesión: 28.03.2011

45© Fecha de anuncio de la concesión: 07.04.2011

45© Fecha de publicación del folleto de la patente:07.04.2011

73© Titular/es: EARTHRENEW IP HOLDINGS L.L.C.101-5740 2nd, Street S.W.Calgary, Alberta T2H 1Y6 CA

72© Inventor/es: Starosud, Alexander;Fedkenheuer, Alvin W.;Gorbell, Brian N.;Carin, Chistianne yJonasson, John S.

74© Agente: Elzaburu Márquez, Alberto

54© Título: Procedimiento y aparato para fertilizantes con secado de insumos.

57© Resumen:Procedimiento y aparato para fertilizantes con secado deinsumos.La presente invención describe sistemas y métodos parala conversión de estiércol en nuevo fertilizante y/o en pro-ductos constituyentes del suelo útiles como entrada pa-ra operaciones de explotación orgánica. Los sistemas delequipo comprenden una unidad generadora de turbina degas (fuente de calor preferida), un recipiente de secadoy una unidad de procesado, tal que la conexión entre laturbina de gas y el recipiente de secado dirige sustan-cialmente todo el escape de la turbina de gas al recipien-te de secado obstaculizando sustancialmente la introduc-ción de aire en el recipiente de secado. El recipiente desecado recibe el estiércol por contacto con los gases deescape de la turbina para convertir el estiércol en un ma-terial seco, el cual pasa a la unidad de procesado en lacual se conforma en gránulos, pellets u otras formas de-seadas para el producto fertilizante seco final. El métodocomprende secado, calentamiento y conversión del es-tiércol para formar un fertilizante autoligado nuevo y pro-ductos del tipo constituyentes del suelo para explotaciónorgánica y otros usos.

Aviso: Se puede realizar consulta prevista por el art. 37.3.8 LP.ES

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Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. Pº de la Castellana, 75 – 28071 Madrid

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DESCRIPCIÓN

Procedimiento y aparato para fertilizantes con secado de insumos.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a un procedimiento y a un equipo para convertir económicamente estiércol y purines enproductos fertilizantes (preferiblemente abono orgánico certificado) y productos de formación de suelos con un altocontenido de materia orgánica (preferiblemente certificados como orgánicos) para usos en la agricultura comercial,césped doméstico y jardinería y para recuperación.

Antecedentes de la invención

El número y el tamaño de las explotaciones concentradas de ganadería y otras operaciones agrícolas, que producencarne vacuna, carne de cerdo, aves, alces y otros animales de caza, cabras, cordero, pescado, leche, queso, huevos, yotros alimentos obtenidos a partir de animales han crecido continuamente y siguen haciéndolo. Lo mismo es ciertopara otras operaciones de ganadería para ovejas, alpacas y otros animales para la producción de lana, pieles y otros pro-ductos de fibra. El beneficio primario de alojar y alimentar mayores números de animales en un único emplazamientoes que las operaciones consolidadas dan una economía de escala que reduce los costos operacionales por unidad deproducto y mejora los beneficios. Sin embargo, aunque el número y el tamaño de las operaciones de ganadería con-centrada, confinada ha crecido a lo largo de los años, el desarrollo de la tecnología para tratar el estiércol de estasinstalaciones no ha cambiado. La mayoría del estiércol es almacenado en lagunas o montones en los que se descom-pone, luego es transportado a emplazamientos distantes de estas instalaciones y es aplicado al terreno en el que crecenlas cosechas con poco tratamiento o ninguno. Por consiguiente, existen preocupaciones ambientales y sanitarias sobrelas aplicaciones directas de estiércol en bruto o mínimamente tratado al suelo, incluyendo el lixiviado por el agua delluvia de contaminantes a las aguas superficiales o subterráneas y las emisiones de gases de efecto invernadero a laatmósfera debidas a la bioconversión o a la descomposición. La eliminación del estiércol es un problema ambientalsignificativo.

La producción de huevos de gallina ha experimentado un crecimiento significativo en los años recientes. Existenmuchas instalaciones de producción de huevos que contienen un mínimo de un millón de gallinas ponedoras, porquelos productores han afrontado el hecho de que las operaciones de producción y tratamiento de huevos deben hacer-se grandes y más concentradas para mejorar las prestaciones económicas en un entorno competitivo de negocios.Estas grandes instalaciones de producción eliminan su estiércol compostándolo, pero existen problemas ambientalessignificativos causados por este método de eliminación del estiércol.

Los estiércoles animales de explotaciones lecheras y porcinas tienen un contenido de humedad típicamente superioral 70% en peso, lo cual hace difícil manipular y eliminar estos estiércoles económicamente. Eliminar la humedad parareducir el volumen a fin de permitir la eliminación en relleno de terrenos es costoso y ambientalmente no deseable.El transporte desde los emplazamientos de las granjas para la eliminación directa y uso en los terrenos agrícolas estambién costoso y es ambientalmente no deseable debido a los olores de NOx en la aplicación y debido a la presenciade contaminantes, patógenos y algas en el estiércol.

La bioconversión, usada comúnmente para el tratamiento de los efluentes urbanos y residuos ganaderos, se refierea la conversión o descomposición de materiales orgánicos (tales como residuos orgánicos) en productos útiles (comoalimentos utilizables o combustible) por descomposición bacteriana de este tipo de materia orgánica. La bioconversiónincluye la digestión anaerobia y aerobia. Los operadores de grandes explotaciones agrícolas han construido lagunas ybalsas para contener el estiércol y para permitir la digestión de la bioconversión del material residual antes de aplicarloal suelo. Sin embargo, estas lagunas causan graves problemas de contaminación de las aguas del subsuelo y de la su-perficie. También requieren grandes áreas de terreno, y no tienen control de emisiones de olores de NOx y de gases deefecto invernadero o contaminantes a la atmósfera. Aunque las explotaciones de biogás recogen los gases de las lagu-nas como combustible para la generación eléctrica, tales explotaciones sólo recogen una parte de los gases, producende manera ineficiente pequeñas cantidades de electricidad y todavía les queda por eliminar los lodos de la laguna.

Ejemplos de esta técnica anterior y de publicaciones que han tratado los problemas anteriores por digestión, in-cineración, reducción de volumen y/o descomposición son las patentes de los EEUU 6.535.528 a Finham; 5.685.153a Dickenson y otros; 6.039.773 a McMullen y otros; 6.125.633 y 6.173.508 a Strohmeyer; 6.171.499 a Bouchalat;6.524.632 a Katchner; 6.613.562 a Dvork; 6.682.578 a Sower; y la solicitud de patente de EEUU 2004/0025715 porBonde y otros.

Otro problema que existe en las explotaciones de ganadería y tratamiento de efluentes es la contaminación del aire,incluyendo las emisiones de gases de efecto invernadero, que incluyen el metano y el CO2, y los gases que tienenolores de NO.. Conforme se han ampliado las zonas de viviendas residenciales, muchas se han incrustado en el terrenoadyacente a las explotaciones ganaderas, y las quejas de los residentes relativas a los olores de NOx han crecido.Adicionalmente a los gases contaminantes de efecto invernadero producidos por el estiércol y la bioconversión deestiércol, emitidos directamente por el estiércol (orina y heces) o por la descomposición del estiércol, existe unanecesidad reconocida de controlar las emisiones de gases de NOx o de efecto invernadero de los propios animales y deprevenir que los mismos sean emitidos a la atmósfera.

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Existe igualmente un énfasis creciente en la producción de cultivos alimentarios por unos de procesos de pro-ducción de cosechas y materiales certificados orgánicos. Los gobiernos de Canadá, Australia, los Estados Unidos, laUnión Europea y otros países han desarrollado normas para calificar los productos alimenticios como “orgánicos” o“producidos orgánicamente” y existen varias agencias gubernamentales bien conocidas para certificar las granjas ycomercializar como “orgánicos” bajo las normas adecuadas. Así, el etiquetado “orgánico certificado” y la terminolo-gía se han desarrollado para significar productos certificados por organizaciones reconocidas como que cumplen lasnormas de la agencia aplicables y como productos obtenidos por métodos que cumplen las normas de la agencia paralos métodos orgánicos de producción. En primer lugar “orgánico certificado” significa que esencialmente no se permi-ten en el crecimiento o en el proceso de producción productos químicos hechos por el hombre, incluyendo pesticidas,herbicidas y fertilizantes. Por tanto, los agricultores orgánicos tienen un grave problema para rellenar y reconstruir losnutrientes y materias orgánicas en su suelo, debido a que no se dispone de materiales orgánicos efectivos de aportación.

El estiércol compostado y otros productos se usan actualmente por los agricultores, pero los materiales de compostson de bajo valor en nutrientes y tienen un contenido importante de patógenos y algas, lo cual es perjudicial para lasoperaciones agrícolas. Adicionalmente, las propias operaciones de compostaje causan problemas de contaminaciónsignificativa en el aire y en las aguas subterráneas. La tecnología desarrollada hasta la fecha para obtener productosfertilizantes orgánicos certificados no ha sido satisfactoria debido a uno o varios problemas en la calidad del produc-to, eficacia, aceptabilidad ambiental, o factibilidad económica para proporcionar un producto comercial a un preciorazonable. Ejemplos de esta técnica anterior y de publicaciones que han tratado la producción de productos fertilizan-tes orgánicos o certificados orgánicos son las patentes de los EEUU 6.354.349 a Inohue; 6.461.399 a Connell y otros;6.517.600 y 6.645.267 a Dinel y las solicitudes de patente de EEUU 2003/0038078 por Stamper y otros, 2003/0089151y 2003/0136165 por Logan y otros, y 2003/o111410 por Branson.

Es obvio a partir de lo anterior que existe una necesidad no atendida de tecnologías ambiental y económicamenteaceptables para eliminar el estiércol y los purines y para el control de los gases de NOx o de efecto invernadero de lasexplotaciones ganaderas. Y existe unas necesidades sustanciales no atendidas de fertilizantes y de productos fertilizan-tes orgánicos y de productos de formación de suelos que puedan ser certificados según las normas establecidas parala producción de alimentos orgánicos certificados. La presente invención se dirige a los métodos, aparatos, sistemas yproductos para satisfacer una o todas estas necesidades.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona métodos, sistemas y aparatos económicos y simplificados para convertir losinsumos de estiércol en fertilizantes y productos de formación de suelos, preferiblemente la conversión en fertilizantesy productos de formación de suelos orgánicos certificados. La presente invención proporciona además unos métodos,sistemas y aparatos económicos y simplificados para controlar y contener los gases de NOx odoríferos y de efectoinvernadero procedentes de las explotaciones ganaderas.

En un aspecto, esta invención proporciona un método para producir un producto fertilizante orgánico a partir deinsumos de estiércol que comprende hacer funcionar un generador de turbina de gas para producir electricidad y gasesde escape, entrando los gases de escape en contacto con el insumo de estiércol que tiene un contenido de humedad deal menos el 30% aproximadamente en peso en un recipiente de secado durante un tiempo de contacto suficiente paraproducir, sin una oxidación significativa del insumo de estiércol, un producto fertilizante seco que tiene un contenidode humedad inferior al 20% aproximadamente en peso, y procesar y conformar el producto fertilizante en una formade gránulos, perdigones, o pellets, adecuados para la aplicación de fertilizante seco convencional en una explotaciónagrícola.

En otro aspecto, la invención proporciona un método para producir un producto fertilizante a partir de insumos deestiércol que comprende hacer funcionar un generador de turbina de gas para producir electricidad y gases de escapeque tienen una temperatura superior a 532ºC (1000ºF), entrando los gases de escape en contacto con el insumo deestiércol que tiene un contenido de humedad de al menos el 30% aproximadamente en peso en un recipiente de secadodurante un tiempo de contacto suficiente para producir, sin una oxidación significativa del insumo de estiércol, un pro-ducto fertilizante seco que tiene un contenido de humedad inferior al 20% aproximadamente en peso, y opcionalmenteproporciona un método que comprende además las etapas de en una forma de granular, formar perdigones, o formarpellets, del producto fertilizante para dar lugar a un producto fertilizante adecuados para la aplicación de fertilizanteseco convencional en una explotación agrícola.

En otro aspecto, esta invención proporciona un aparato para secar y/o convertir un insumo de estiércol para producirun producto fertilizante y/o un material para la formación de suelos que comprende una turbina de gas en combinacióncon un recipiente de secado adaptado para recibir un insumo de estiércol y para recibir los gases de escape de la turbinaa través de una conexión, en el cual la conexión entre la turbina de gas y el recipiente de secado están adaptados paraimpedir sustancialmente la entrada de aire en el recipiente secador y proporcionar opcionalmente el recipiente secadoradaptado para tal secado y/o convertir el insumo de estiércol por contacto directo de los gases de escape y el insumode estiércol.

En otro aspecto, esta invención proporciona un sistema portátil para procesar un insumo de estiércol a fin deproducir un producto fertilizante que comprende al menos una unidad portátil de secado adaptada para secar uninsumo de estiércol a fin de producir un producto fertilizante y al menos una unidad portátil de procesamiento convertir

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el material fertilizante de la unidad desecado en un fertilizante que tiene una forma adecuada para la aplicación defertilizante en una explotación agrícola y opcionalmente proporciona además tal sistema portátil en el que la unidadde secado comprende una turbina de gas y un recipiente de secado. Además, la invención proporciona opcionalmentetal sistema portátil en el que la turbina de gas y el recipiente de secado están conectados por una disposición adaptadaa hacer pasar los gases de escape de la turbina de gas al recipiente de secado y para impedir la introducción de aire enel recipiente de secado.

En otro aspecto, esta invención proporciona el sistema portátil anterior que comprende una primera unidad mon-tada sobre patines que comprende un generador de turbina de gas adaptado para producir electricidad, y una segundaunidad montada sobre patines que comprende el recipiente de secado adaptado para su conexión a la turbina de gas afin de recibir los gases de escape de la turbina de gas y para impedir la introducción de aire en el recipiente de secado.Opcionalmente, se proporciona una tercera unidad montada sobre patines que comprende la unidad de procesamien-to. Preferiblemente los sistemas portátiles de esta invención comprenden unidades montadas sobre raíl. Montadassobre camión o montadas sobre semirremolque. En otro aspecto, esta invención proporciona el sistema portátil quecomprende la turbina de gas y el recipiente de secado, más una unidad opcional de procesamiento, configurada ydimensionada para una única instalación montada sobre patines o montada sobre camión. Otro aspecto opcional com-prende una envolvente o envolventes para las unidades portátiles, principalmente para la atenuación de los ruidos defuncionamiento.

En otro aspecto, esta invención proporciona un producto fertilizante orgánico que comprende un insumo de es-tiércol térmicamente tratado a temperaturas suficientes y sin oxidación significativa durante un periodo de tiemposuficiente para destruir o convertir a formas no perjudiciales sustancialmente todos los componentes presentes en elinsumo de estiércol el cual comprende los organismos no deseados, microorganismos, pesticidas, antibióticos, hormo-nas, priones o virus. Preferiblemente, el producto fertilizante orgánico contiene niveles no detectables de cada uno detales componentes no deseables que no hayan sido así destruidos o convertidos, y opcionalmente proporciona ademásun producto fertilizante de este tipo en forma de un producto fertilizante adecuados para la aplicación de fertilizanteseco convencional en una explotación agrícola. Esta invención proporciona además una materia o producto fertilizanteque comprende un insumo de estiércol térmicamente tratado que contiene componentes de NOx, SOx, o CO2 absorbi-dos o hechos complejos en el mismo como resultado del contacto del insumo de estiércol con los gases de escape dela turbina en un espacio confinado en ausencia de una oxidación significativa del insumo de estiércol. Dependiendodel contenido relativo de nutrientes y de materia orgánica del insumo de estiércol, este aspecto de la invención esigualmente útil para proporcionar un producto de formación de suelos con alto contenido de materia orgánica quetiene características similares.

En otro aspecto, esta invención proporciona un producto o materia fertilizante que comprende un insumo de es-tiércol térmicamente tratado a temperaturas suficientes sin oxidación significativa y durante un periodo de tiemposuficiente para proporcionar un producto fertilizante que se une por sí mismo adecuado para la aplicación de fertili-zante seco convencional en una explotación agrícola.

En un aspecto, esta invención proporciona un método para producir un producto de formación de suelos a partirde un insumo de estiércol bioconvertido que comprende hacer funcionar un generador de turbina de gas para producirelectricidad y gases de escape, entrando los gases de escape en contacto con el insumo de estiércol que tiene uncontenido de humedad de al menos el 30% aproximadamente en peso en un recipiente de secado durante un tiempo decontacto suficiente para producir, sin una oxidación significativa del insumo de estiércol, un producto acondicionadorde suelos seco que tiene un contenido de humedad inferior al 20% aproximadamente en peso, y opcionalmente procesary conformar el producto acondicionador de suelos en una forma de granulos, perdigones, o pellets de un productoacondicionador de suelos, adecuados para la aplicación convencional en seco en una explotación agrícola.

En otro aspecto esta invención proporciona un sistema para procesar los gases animales y los olores de NOx omalolientes o los gases de un insumo de estiércol que comprende una turbina de gas que tiene una toma de airede combustión y un establo de animales del que se extrae aire de ventilación, donde la toma de aire de combustiónestá adaptada para recibir al menos una parte del aire de ventilación extraído del establo, y de manera preferiblesustancialmente todo. La turbina de gas puede comprender opcionalmente un generador de turbina de gas y puedeincluir opcionalmente un recipiente de secado adaptado para recibir el escape de gas de la turbina y para recibir ytratar el insumo de estiércol, En un aspecto alternativo, esta invención proporciona dichos sistemas para procesar gasesanimales y olores de NOx o malolientes o gases a través de la toma de aire de combustión de un motor alternativo,el cual puede incluir opcionalmente un generador eléctrico y puede incluir opcionalmente un recipiente de secadoadaptado para recibir el escape del motor.

En otro aspecto, esta invención proporciona un aparato para tratar un insumo de estiércol que comprende una tur-bina de gas que tiene una toma de aire de combustión adaptada para recibir el aire de ventilación de un establo deanimales, un recipiente de secado que tiene una conexión adaptada para recibir gases de escape de la turbina de gasy que tiene una toma para recibir un insumo de estiércol. Opcionalmente, la toma de aire de combustión puede seradaptada para su conexión al sistema de ventilación del establo, con lo cual el aire de combustión recibe sustancial-mente todo el aire de ventilación extraído del establo de animales. Adicionalmente en este aspecto, la conexión sepuede adaptar la conexión entre el recipiente de secado y el escape de la turbina de gas para impedir sustancialmentela introducción de aire en el recipiente de secado.

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Los anteriores y otros aspectos serán obvios para los expertos en la técnica a partir de la descripción siguiente.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es un diagrama esquemático de un proceso para tratar un insumo de estiércol usando el proceso y elequipo según la presente invención.

La Fig. 2 es una vista en planta de las unidades de proceso según esta invención en forma de unidades montadassobre patines que se pueden transportar en camión.

La Fig. 3 es una vista en planta de las unidades de proceso según esta invención en forma de unidades montadassobre patines que se pueden transportar en camión en otra configuración.

La Fig. 4A es una vista en planta y la Fig. 4B una vista en alzado de una ilustración de una configuración delsistema de esta invención montado sobre un semirremolque.

La Fig. 5 es una esquemática de los procesos para impedir la emisión de gases animales y de efecto invernadero ala atmósfera usando los sistemas de la presente invención.

Descripción de la invención

Esta invención proporciona una solución económica y simplificada al problema cada vez más grave de la conta-minación ambiental causada por el estiércol y los gases de las explotaciones ganaderas y por los efluentes urbanos.Los métodos y sistemas de la técnica anterior proporcionados hasta la fecha o bien no son suficientemente efectivosen la conversión de tales estiércol y gases en una forma segura ambientalmente aceptable o no se adaptan para sereconómicamente factibles en explotaciones comerciales tanto pequeñas como grandes. Existen otros problemas conmuchos de los sistemas de la técnica anterior, tales como no ser económicos en su funcionamiento, fallos en la des-contaminación, y fallos en evitar la contaminación del aire (o causar de hecho problemas ambientales adicionales enel funcionamiento del proceso).

Los ejemplos de los sistemas anteriores y sus deficiencias incluyen los siguientes. Los procesos de digestión,tanto aerobia como anaerobia, son lentos, ineficientes, y producen unos lodos que deben ser eliminados típicamenteen un vertedero o esparcidos por el terreno. Los sistemas de digestión o compostaje diseñados para producir biogás,típicamente metano, para combustible, no proporcionan económicamente una producción beneficiosa de combustibley son costosos en su funcionamiento, debido a que el combustible producido no se produce en cuantía suficiente,no tiene el poder calorífico suficiente para un funcionamiento económico. Es un combustible “sucio” puesto queproduce emisiones ambientalmente inaceptables cuando se quema y es difícil de quemar de forma eficiente debido asu contenido de gases de NO. Este contenido variable e inconsistente de contaminantes y el poder calorífico puedendañar realmente algunos sistemas, tales como las turbinas de gas y los motores térmicos, debido a la corrosión o a lascondiciones de combustión no controlables. Las operaciones de producción de biogás producen un lodo residual quees costoso de eliminar de una manera ambientalmente aceptable. Los sistemas de digestión y de compostaje diseñadospara obtener fertilizantes o productos de acondicionamiento de suelos tienen la desventaja de que tales productosobtenidos no están libres de contaminantes biológicos o químicos que sean indeseables o prohibidos en su uso en losterrenos agrícolas, particularmente para usos orgánicos certificados, y tales productos son demasiado bajos en valor denutrientes para servir como un fertilizante efectivo.

Los sistemas de tratamiento que emplean el calor y medios químicos son ineficientes y frecuentemente inefectivospara producir un producto final seguro. Éstos incluyen el ajuste de pH y los aditivos químicos, usualmente con calen-tamiento para ayudar a matar los organismos presentes. Algunos sistemas de tratamiento térmico emplean la presión(para la cocción a alta presión), el calentamiento por microondas, la radiación y otros tratamientos adicionales, loscuales sólo sirven para añadir al costo de la operación con disminución de beneficio en la calidad del producto o enla limpieza ambiental. En muchos casos, la complejidad adicional de los tratamientos y las combinaciones de etapasde proceso da lugar a un impacto ambiental más negativo a partir de los recursos empleados y de los subproductosobtenidos que el impacto ambiental beneficioso que se logra mediante el tratamiento total. Muchos sistemas producensubproductos alternativos o adicionales que están contaminados o causan una contaminación ambiental colateral en sufuncionamiento. Los sistemas que implican la incineración, la incineración parcial, la gasificación, o la pirólisis sonineficientes de manera similar y no suficientemente efectivos, porque la incineración produce efluentes adicionales quedeben ser contenidos para impedir una contaminación alternativa o adicional del aire. También, aunque los sistemasde incineración dan lugar a un producto que puede ser suficientemente esterilizado, el producto puede contener otrossubproductos no deseables de la incineración que la hacen inadecuada para algunos usos como fertilizante, requiriendode esta forma una eliminación no deseable en vertedero. Y los sistemas de incineración implican un riesgo adicionalde fuegos incontrolables o pavesas, que como mínimo dañan el equipo de proceso y en el peor de los casos planteanproblemas de seguridad.

Los sistemas de la técnica anterior no han tratado el problema de manera satisfactoria de los gases de NOx y delos gases de efecto invernadero que se producen en las explotaciones ganaderas, y en las instalaciones de tratamientode efluentes urbanos. La fuente de esos gases son los propios animales, el estiércol y los residuos de los animales y la

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bioconversión o descomposición del estiércol, efluentes y residuos. Estos gases típicamente son expulsados a la atmós-fera, pero pueden ser objetados por los residentes cercanos debido a los olores de NOx y pueden ser objetables debidoa la contaminación atmosférica causada por los gases de efecto invernadero contenidos en los mismos, particularmentemetano.

La presente invención proporciona una nueva tecnología en forma de procesos, aparatos y sistemas para la conver-sión del insumo de estiércol convencional en materias y productos útiles, ambientalmente aceptables, los cuales, en unaspecto preferido pueden ser producido en una forma adecuada para su uso en las explotaciones agrícolas orgánicas.Como se describe aquí, la presente invención proporciona la tecnología que reduce o elimina los impactos ambientalesde los gases de invernadero producidos en las explotaciones ganaderas y la tecnología de esta invención reduce oelimina los impactos ambientales del tratamiento del insumo de estiércol comparada con los procesos y sistemas de latécnica anterior. Una de las ventajas principales de la presente invención reside en el aspecto de que en la mayoría delos procesos de insumo de estiércol todos los sólidos residuales pueden ser contenidos dentro del proceso y sistemas eincorporados como parte del producto final útil como fertilizante o como productos para la formación de suelos. Así,la presente invención puede eliminar por completo la necesidad de verter cualquier lodo remanente u otros sólidos enun vertedero o por esparcido en el terreno. El agua eliminada del insumo es preferiblemente recuperada y reciclada ala fuente de material de residuo o a otra instalación para su reutilización. Este es un beneficio ambiental significativoy un factor de conservación del agua proporcionado por esta invención.

El término “insumo de estiércol” se usa aquí para significar e incluir una materia residual de animales tal comoheces, y/u orina, incluyendo, sin limitarse a ello, los de procedencia humana (alcantarillado urbano o lodos), ganado(vacuno, de leche, búfalos, terneros, etc), caballos, ovejas, porcinos, visones, veterinarios, de corral, establo, hipódro-mo, plazas de rodeo, ferias, cuadras, exposiciones, zoos, acuáticos (peces, gambas, etc.), alces (y otros animales decaza), llamas, alpacas, así como otras explotaciones y fuentes de efluentes o estiércol y cualesquiera combinaciones delas mismas. Tal como se usa aquí, el insumo de estiércol incluye esa materia junto con otros productos normalmentepresentes en las operaciones agrícolas en las cuales se produce una materia de ese tipo, tales como paja, lechos (quehabitualmente está constituido por trizas de papel, cordeles, etc.), pelo, plumas, insectos, roedores, etc., tanto si laproporción de una materia de este tipo respecto a las otras materias varía de muya baja a muy alta. El insumo deestiércol, tal como se usa aquí, incluye una materia tal en su forma no tratada, cualquier forma preparada y mezclasde la misma con otras materias tales como otros productos biológicos (residuos de cuadra, residuos del campo, etc.),aditivos, ayudas de proceso, harina de huesos, harina de pescado, y productos similares, incluyendo los casos en losque la materia está en fresco totalmente convertida por compostaje, digestión, etc. o se encuentra en cualquier etapaintermedia. Se reconocerá que, cuando se añaden o mezclan a la misma otros componentes, tales como harina dehuesos, etc, o se incluyen en el insumo de estiércol para su procesamiento según esta invención, tales componentesadicionales se beneficiarán también de la destrucción térmica o de la conversión de los componentes no deseablesanteriormente enumerados, tales como los priones, etc. tal como lo hace el insumo de estiércol. Así, puede ser de-seable mezclar materias contaminadas, tales como pesticidas que contengan paja, harinas de huesos que contienenpriones, etc. con el estiércol a procesar, de manera que esos contaminantes se puedan convertir o destruir durante elprocesamiento del insumo de estiércol según esta invención. Tal como se indica más adelante, el insumo puede incluircontenidos de las balsas existentes y/o montones de estiércol para limpiarlos y eliminarlos. Esta invención es útil paraprocesar otros tipos de productos residuales y de corrientes residuales, como se describe en la solicitud de patente deEEUU de número de serie 10/895.030 pendiente conjuntamente con ésta, cuya descripción se incorpora aquí a títulode referencia en su integridad.

La presente invención proporciona una alternativa simplificada, económicamente eficiente a la técnica anterior yproporciona en sus aspectos preferidos un producto utilizable 100% como fertilizante y/o como producto de formaciónde suelos, y el cual proporciona un 100% de conversión de los sólidos de insumo de estiércol en productos útiles, lacual elimina el problema no resuelto por la técnica anterior de la eliminación de sólidos dejados por los diversostratamientos del insumo de estiércol, tales como el compostaje y la producción de biogás. En un aspecto preferidode esta invención, el fertilizante producido es un fertilizante orgánico utilizable por los productores de alimentosorgánicos certificados sin perjudicar su status de producto orgánico certificado. Según la presente invención, se puedemaximizar el valor de nutrientes del fertilizante producido a partir del insumo de estiércol si se evitan o al menos seminimizan la incineración y la oxidación del insumo de estiércol.

En esta invención, el tratamiento a alta temperatura del insumo de estiércol, preferiblemente por contacto directocon los gases calientes, por ejemplo a > 532ºC (1000ºF), destruye o convierte todos los componentes no deseablespresentes en el insumo de estiércol, incluyendo los organismos, microorganismos (incluyendo los organismos gené-ticamente modificados, bacterias, patógenos y otros microorganismos), semillas, pesticidas, antibióticos, hormonas,priones y virus, particularmente cuando ese tratamiento térmico tiene lugar durante un tiempo suficiente y sin unaoxidación significativa, incineración o pirólisis del insumo de estiércol. El tratamiento a temperaturas suficientementealtas “cuece” o convierte de otra forma o transforma el insumo d estiércol en un producto que se une por sí mismo,el cual puede ser conformado en pellets convencionales, gránulos, perdigones, u otras formas, habitualmente sin ne-cesidad de adición de ligas u otros aditivos aglomerantes. El cual tiene suficiente dureza y resistencia física para serconformado en las formas y tamaños convencionales y para ser usado en los equipos y operaciones convencionales deaplicación de fertilizante.

La invención también proporciona la recuperación y el reciclado del agua eliminada del insumo de fertilizante, cuyaagua puede ser usada para usos en agua de ganadería, riego, u otros usos industriales, y para recuperar y reciclar todos

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los sólidos (finos u otros) producidos en el proceso. En la práctica de esta invención, no se obtienen otros productossólidos significativos que los productos deseados fertilizante y(o productos de formación de suelos adecuados parasu uso comercial. El reciclado de agua proporcionado por esta invención es un beneficio ambiental significativo y unfactor de conservación de agua. Por ejemplo, una unidad operativa según la invención que procese el estiércol de unaexplotación lechera de 4000 vacas reciclaría una estimación de 26,6 millones de litros (7 millones de galones) de aguapor año devolviéndolos a la explotación lechera para su reutilización, dependiendo del contenido de agua del insumode estiércol y de otras condiciones operacionales.

Según esta invención, una forma más eficiente de proporcionar los gases calientes para el contacto con el insumo deestiércol es el escape de una turbina de gas, y preferiblemente un generador eléctrico de turbina de gas. Según el sistemade esta invención, la turbina de gas recibe combustible de las fuentes locales de combustible convencional disponible,porque en el funcionamiento de esta invención no tiene lugar bioconversión alguna y no se genera biogás a partirdel insumo de estiércol, y porque los combustibles convencionales proporcionan el funcionamiento más eficiente,fiable, y controlable de la turbina de gas. La electricidad producida por el generador de la turbina de gas se vendepreferiblemente a la red eléctrica local como una fuente de ingresos para la explotación de la invención, pero se puedeusar internamente en la explotación del sistema de esta invención o en otras explotaciones cercanas como una fuente depotencia adicional o en combinación con usos de potencia y recuperación de calor a partir de los procesos empleadosen esta invención. Es preferible y más eficiente en el funcionamiento de esta invención simplemente vender la energíaeléctrica producida a la red local de potencia. Esto permite variar el funcionamiento de los procesos y equipos de lainvención de la manera más eficiente y efectiva para el tratamiento del insumo de estiércol a fin de producir la calidaddeseada de productos fertilizantes y de formación de suelos sin preocupación de estar constreñido por ningún mínimoo nivel necesario concreto en la producción de electricidad.

Una característica importante del aparato y del proceso según esta invención es que la turbina de gas y el recipientede secado de estiércol que recibe el gas de escape de la turbina de gas están conectados entre sí de manera que seimpide esencialmente la reducción de aire exterior y el recipiente de secado recibe preferiblemente los gases de escapedirectamente de la turbina de gas. Se prefiere que el 100% de los gases de escape de la turbina pasen al recipiente desecado y, para un funcionamiento más eficiente, preferiblemente sin pasar a través de ningún intercambiador de calor,silenciador u otro equipo que intervenga a fin de que el recipiente de secado reciba el máximo calentamiento a partirde los gases de escape de la turbina. Pero se reconoce que el exceso de gases de escape que no se necesite para laoperación del recipiente de secado puede ser desviado a fin de proporcionar el calor requerido en otras etapas de lossistemas de esta invención o en otras operaciones cercanas. También se prefiere que los gases de salida resulten de unasrelaciones de combustión convencionales y eficientes de la turbina de gas de manera que los gases de escape contenganuna cantidad mínima o limitada de oxígeno, esencialmente nada de combustible sin quemar, nada de llamas expuestasy que se alcance la temperatura óptima de gases de escape (BGT), para un máximo calor producido por unidad decombustible consumido. La combustión puede ser también a relación estequiométrica para el funcionamiento de picoBGT a la temperatura máxima, y para la máxima aportación de calor al proceso. La ausencia de exceso de oxígeno enlos gases de salida, que impide la inducción de aire del exterior al recipiente de secado, la ausencia de llamas expuestasy el funcionamiento a la temperatura establecida aquí impide una oxidación significativa del insumo de estiércol en elrecipiente de secado, preserva el máximo valor de nutrientes en el insumo de estiércol para que esté contenido en elproducto fertilizante, impide el peligro de daños por incendio en el equipo y proporciona un funcionamiento segurosin pavesas en el recipiente de secado. La ausencia de un exceso de combustible en los gases de escape impide que losgases de escape sean una fuente de hidrocarburos que haya que lavar del efluente de vapor del funcionamiento de estainvención antes de emitirlos a la atmósfera.

En el funcionamiento de los procesos y del aparato de esta invención, se prefiere que el insumo de fertilizanteesté tan fresco como sea posible con un alto contenido de humedad. En otras palabras, el insumo de estiércol nodebería haber experimentado compostaje, digestión u otra bioconversión o el mínimo práctico antes a su procesamientosegún esta invención. Esto proporciona el mayor valor de nutrientes y contenido de materia orgánica en el fertilizanteproducido y en el producto para la formación de suelos. Este aspecto preferido se logra en manera eficiente medianteun diseño preferido de los sistemas de la presente invención, el cual consiste en la modularización de las unidades deproceso en unidades montadas sobre patines u otra forma adecuada para su transporte por camión. Esto permite quetodo el sistema de esta invención sea dimensionado apropiadamente y se coloque en el emplazamiento en cuadras,explotaciones avícolas, granjas de cerdos, etc., y permite el procesamiento del insumo de estiércol procedente deestas explotaciones inmediatamente después de que sea producido. Este sistema preferido para tales explotacionesproporciona una eficiencia económica y ambiental adicionales, porque elimina el costo y el impacto ambiental detransportar cualquier insumo de estiércol o lodos residuales a un lugar distante para su procesamiento o vertido. Laeliminación del transporte necesario de insumo de estiércol de un lugar a otro proporciona también el beneficio dela bioseguridad entre instalaciones, es decir, elimina el transporte y dispersión de plagas dañinas o indeseables paralas plantas y animales. El diseño también permite un procesamiento del insumo de estiércol a la medida en el quelas unidades montadas sobre camión son desplazadas fácilmente de una acumulación de insumo de estiércol a otra,a fin de maximizar la utilización de la inversión en el equipo empleado para la realización de esta invención. Unaportabilidad de este tipo permite también la plena utilización del equipo de esta invención, el cual puede ser puestoa escala para alcanzar un tamaño apropiado para un funcionamiento eficiente y económico, de manera que puedaser usado en base a tiempo parcial en cada una de las cuadras, granjas de cerdos, etc. en una zona concreta en lano se necesita o no es económicamente justificable que una instalación permanente en un lugar único cualquiera.También se puede modificar a escala los sistemas de esta invención al tamaño adecuado para que una explotaciónganadera individual funcione a tiempo completo para procesar el estiércol continuamente producido en la explotación,

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de manera que se minimice en todo momento el amontonamiento o exceso de estiércol en cualquier momento en laexplotación de alimentación. De manera semejante, se pueden dimensionar los sistemas según esta invención parasu funcionamiento en hospitales, hoteles, etc. a fin de interceptar y procesar los efluentes primarios de los mismosa fin de reducir la carga las instalaciones urbanas de tratamiento de efluentes. Con muchas las instalaciones urbanasde tratamiento de efluentes alcanzando su plena capacidad y afrontando las ciudades gastos de capital importantespara construir nuevas instalaciones o ampliarlas, esta invención proporciona una alternativa económicamente atractivamediante el procesamiento de las corrientes de residuales en su lugar de origen en grandes instalaciones de fabricaciónpara producir un producto útil y aliviar la carga del sistema urbanos de efluentes. Este aspecto de los sistemas de estainvención puede ser particularmente útil en emplazamientos de centros de ocio remotos, en los que no se disponede instalaciones urbanas de tratamiento de efluentes, para procesar los efluentes de los mismos a fin de producir unfertilizante y eliminar los problemas de la deposición de lodos.

Para el uso de esta invención se prefiere que el insumo de estiércol tenga un alto contenido de humedad, tal co-mo al menos un 30% en peso de agua, preferiblemente al menos un 50% en peso de agua y más preferiblemente almenos un 70% en peso de agua. El alto contenido de agua facilita la manipulación mecanizada de la materia primay su preparación para el uso por mezclado y agitación para la uniformidad del insumo. Típicamente, el insumo deestiércol es movido por alimentadores de tornillo, palas cargadoras, retrocargadoras, cintas transportadoras y similaresparticularmente en las explotaciones ganaderas y avícolas. Sin embargo, en algunas instalaciones el insumo de estiér-col puede ser preparado en forma de una pasta que se puede bombear (purín), particularmente en las explotacioneslecheras y porcinas, en las que la limpieza de establos puede hacerse por inundación de agua y el contenido de aguaen el insumo de estiércol puede ser tan alto como el 90%, el 85% o incluso del 98%. Antes de esta invención talesinsumos de estiércol no podrían ser procesados económicamente y simplemente se colocaban en balsas de retencióno sedimentación, o lagunas, las cuales tienen problemas importantes de contaminación del aire, olores y ambientales.La presente invención procesa de manera económica y eficiente tales insumos con elevado contenido de agua no sólopara recuperar el contenido de estiércol en forma de un fertilizante de elevados nutrientes, sino también para recuperarel agua de proceso, la cual es descontaminada de elementos patógenos, etc. y puede ser reciclada para la limpieza deestablos, agua potable para el ganado o riego de cultivos. Esta invención puede manipular eficiente y económicamenteinsumos de estiércol con alto contenido de agua debido al hecho de que el exceso de vapor producido en el reci-piente de secado puede ser utilizado aguas abajo, aguas arriba, o en otras operaciones cercanas, tales como limpiezade establos, precalentamiento del insumo de estiércol, calentamiento de invernaderos, etc. En lugar de retener talesinsumos de estiércol con elevado contenido de agua en balsas abiertas, esta invención permite contener el estiércolen envolventes o tanques, lo cual elimina la contaminación del aire, los olores y los problemas ambientales asocia-dos a las balsas abiertas. Esta invención contiene y procesa no sólo el agua y los sólidos, sino que también procesalos gases producidos, tal como aquí se describe. Como se observa, para esta invención se prefiere que el insumo deestiércol sea tan fresco como sea práctico habiendo experimentado la menor bioconversión posible por compostaje obioconversión. En algunos casos en los que se tiene que retener o almacenar el estiércol antes de su procesamiento,puede ser deseable, enfriar el insumo de estiércol en la instalación fuente o en un lugar de almacenamiento, tal comose describe en el documento EP 0677237 a Claesen, a fin de minimizar la bioconversión antes de que se procese elestiércol en fertilizante según esta invención. La minimización de la bioconversión, particularmente por el procesa-miento inmediato según esta invención, con un enfriamiento de este tipo o sin él, tiene el beneficio ambiental añadidode reducir las emisiones de NOx o perjudiciales a la atmósfera y el beneficio ambiental de eliminar o reducir la nece-sidad de mejoras de olores o de equipos de control de emisiones a la atmósfera y el beneficio económico de eliminaro reducir la necesidad de mejorar los olores o el equipo de control de emisiones en la explotación agrícola. En al-gunos casos, puede ser deseable por razones económicas separar mecánicamente parte del agua de los estiércoles dealto contenido de agua, por ejemplo por centrífugas, antes de procesar el estiércol del sistema de esta invención. Estaagua separada puede ser reciclada para su uso, por ejemplo en limpieza de suelos o para otras necesidades de agua deproceso.

Se reconoce que el insumo de estiércol primario contendrá típicamente otros materiales tales como paja, cordeles,alambre, gravilla, piedras, sacos de yute o plástico, etc. Tales materiales se pueden procesar como parte del insumode estiércol de la presente invención sin efecto perjudicial, siempre que los niveles de tales materias no sean excep-cionalmente altos. Sin embargo, se prefiere normalmente separar tales materias, particularmente las piedras, alambresy similares, que podrían dañar el recipiente de secado o el equipo de procesamiento aguas abajo. En caso contrario,puede ser deseable preparar el insumo de estiércol mediante la trituración, la molienda u otras preparaciones paramezclar elementos tales como las cuerdas, sacos y similares en pequeños trozos de forma que puedan ser procesa-dos en el producto fertilizante final sin una interferencia significativa en el funcionamiento normal de los procesos yaparatos de esta invención o en el uso final del producto fertilizante. Debería observarse que tales materiales que soninertes o son biodegradables pueden estar contenidos en el producto fertilizante sin efecto perjudicial, lo cual puede serparticularmente deseado en los casos en los que no es económicamente eficiente eliminar tales materiales del insumode estiércol o durante el procesamiento según esta invención. La preparación del insumo de estiércol por trituración,corte, molienda picado, aplastamiento, etc. no sólo mejorará la uniformidad del insumo para su procesamiento, sinoque también facilitará la adición de otros materiales en el insumo, tales como paja, virutas de madera, residuos deestablo, etc. tal como se refiere anteriormente. Además la preparación del insumo de estiércol, puede incluir una etapade lavado, la cual puede ser útil en un estiércol muy seco, tal como el de aves, o para eliminar el contenido de sales enexceso que puede no ser deseado en el producto final fertilizante o de formación de suelos.

Aunque es preferible que el insumo haya experimentado poca o ninguna bioconversión por compostaje, diges-tión, etc., se reconoce que esta invención es igualmente útil en el secado y procesamiento de insumos de estiércol

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totalmente bioconvertidos (compostados o digeridos al límite) para producir una materia o producto útil. El valor denutrientes fertilizantes de un producto o materia de este tipo puede ser mínimo, pero la materia o producto puede serútil como un acondicionador de suelos. El término “insumo de estiércol bioconvertido” tal como se usa aquí pretendesignificar un insumo en el cual una proporción suficiente de nutrientes se ha convertido por compostaje, digestión,etc. para hacer el insumo más adecuado para la producción de un acondicionador de suelos o producto de forma-ción de suelos que para la la producción de un producto fertilizante. También se reconocerá que el insumo de abonoútil en esta invención incluye aquellos en los que los residuos animales reales (heces y/u orina) constituyen un pe-queño porcentaje del insumo de estiércol, siendo el resto otros materiales, tales como paja, lechos, etc. Por ejemplo,en algunas explotaciones avícolas, se usa papel en tiras para material de nidos/lechos y se cambia suficientementea menudo para que el insumo de estiércol procedente de tales explotaciones pueda ser un bajo porcentaje en peso,por ejemplo de aproximadamente el 10% a aproximadamente el 30% del residuo, y de aproximadamente el 50% aaproximadamente el 80% otros materiales, siendo el 10% a 20% remanente agua. Incluso un insumo de estiércol deeste tipo es procesado de manera ventajosa por esta invención para producir productos fertilizantes y de formación desuelos.

El término turbina de gas se usa aquí para significar e incluir un equipo de turbina que tiene una etapa de turbinade compresor, una zona de combustión y una etapa de escape de turbina que es capaz de producir temperaturas degases de escape de al menos 258ºC (500ºF), preferiblemente al menos a 367ºC (700ºF), más preferiblemente al menosa 478ºC (900ºF), y de la manera más preferiblemente al menos a 532ºC (1000ºF). Las turbinas de gas son las fuentesde calor preferidas para su uso en esta invención, debido a la producción de energía por el explotación del sistema deesta invención. El generador será típicamente un generador eléctrico debido a la conveniencia de usar y/o de vender laelectricidad producida. Sin embargo, el generador puede ser otro tipo de generador de energía deseado, tal como unabomba hidráulica, un grupo de potencia que puede accionar motores hidráulicos de bombas, alimentadores de tornillo,transportadores y otros tipos de equipos en el sistema de esta invención o equipos de las explotaciones próximas. Losrequisitos de calor y la economía del sistema determinarán si se usa una turbina de gas o un generador de turbina degas. Si se desea tener unos gases de escape a temperatura más alta, y una aportación de calor más alta de una turbinade gas de menor tamaño, puede desearse usar una turbina de gas en vez de un generador de turbina de gas de tamañosimilar. En comparación con la turbina de gas, el generador de turbina de gas expansiona adicionalmente y enfría losgases de escape absorbiendo energía para accionar el generador, mientras que en una turbina de gas, la energía estácontenida en los gases a temperatura más alta disponibles para su uso en el recipiente de secado de esta invención,Esto puede ser una opción cuando es económicamente más importante en la práctica de esta invención tener unidadesde alta temperatura (transportables sobre camión) que tener la corriente de ingreso o el beneficio económico de laelectricidad o de otra producción de energía por la turbina de gas.

La turbina de gas o el generador de turbina de gas útil en esta invención puede ser alimentado de combustiblede cualquier fuente disponible con un combustible adecuado para la turbina de gas en concreto y para el equipo deproceso diseñado según esta invención. Los combustibles preferidos y convencionales son gas natural dulce, diesel,queroseno, y combustible de reactores, debido a que las turbinas de gas están diseñadas para funcionar de manera máseficiente con combustibles de buena calidad de estos tipos y debido a su disponibilidad común, particularmente enexplotaciones agrícolas remotas, en las que las unidades de esta invención se sitúan más eficientemente. Sin embargo,otros combustibles que se pueden usar para alimentar la turbina de gas incluyen metano, propano, butano, hidrógeno,y biogás y biocombustibles líquidos (tales como metano, aceites, diesel, y etanol). Puesto que el sistema de esta inven-ción no produce un biocombustible, el combustible para la turbina de gas usado en esta invención debe encontrarsedisponible en el emplazamiento local en el que se utilice esta invención. Si no se dispone de combustible localmente,se pude llevar por camión un combustible tal como diesel al emplazamiento según se necesite.

Los ejemplos de turbinas de gas y de generadores de turbina de gas comercialmente disponibles útiles en la presenteinvención incluyen los siguientes (las potencias nominales en megawatios (MW) son aproximadas).

• Motores de turbina de gas Rolls Royce Allison 501-KB5, -KB5S, o KB7 que tienen una potencia nominalnormal de 3,9 MW o de 5,0 MW.

• Turbina de Gas Europeas que tienen una potencia nominal normal de 7,0 MW.

• Solar Mars 90 que tienen una potencia nominal de 3,9 MW o de 5,0 MW.

• Solar Taurus 60 que tienen una potencia nominal de 5,5 y Solar Taurus 70 que tienen una potencia nominalde 7,5 MW.

Para una capacidad de nominal de producto de 2,5 toneladas métricas por hora (2.500 kg/h) se puede usar untamaño de generador de turbina de gas de unos 4,0 MW, dependiendo del aislamiento térmico y de las eficienciasde recuperación térmica diseñadas en el sistema completo. Para pequeños sistemas únicos sobre semirremolque ocamión, las unidades se pueden hacer a una escala menor. Para sistemas de menor obtención de producto tales como 0,3toneladas métricas/h de producto aproximadamente, se puede usar pequeñas turbinas de gas, tales como la Solar Saturn0,8 MW, la Solar Spartan 0,2 MW o los generadores Cpastone 0,5 MW ó 0,3 MW dependiendo de las eficiencias delsistema y de los rangos de aportación térmica requerida. Se reconocerá que los sistemas según esta invención puedenser diseñados también para utilizar el calor del gas de escape de los motores alternativos, tales como los generadores

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de gasolina o diesel. Se puede usar tales sistemas pequeños en emplazamientos temporales como plazas de rodeo, paraproporcionar electricidad, limpiar el estiércol fresco y viejo y obtener un producto fertilizante.

El recipiente de secado empleado puede ser cualquier tipo o configuración que sea adecuado para secar el insumode estiércol disponible y que pueda ser adaptado para recibir gases de escape de turbina y para recibir el insumode estiércol sin permitir que una cantidad significativa de aire exterior entre en la cámara de secado del recipientede secado donde los gases de escape entran en contacto con el insumo de estiércol. El objetivo del diseño de laconexión de escape de la turbina de gas al recipiente de secado para la finalidad de esta invención es impedir quecualquier cantidad significativa de aire exterior entre en el recipiente de secado para contribuir a impedir una oxidaciónsignificativa del insumo de estiércol. Como se destacó anteriormente, esto es para preservar la materia orgánica, losvalores carbonáceos y/o de nutrientes presentes en el insumo de estiércol, para impedir fuegos y para dar lugar a unfuncionamiento seguro. Tal como se usa en esta invención, se prefiere y espera que la turbina funcione a una relaciónconvencional de combustible a aire de combustión a fin de producir la temperatura de gases de escape más eficiente(BGT) para el recipiente de secado y para producir gases que entren en el recipiente de secado que contengan unmínimo de oxígeno libre. Se reconocerá por los expertos en la técnica a partir de la descripción de esta invención,que se pueden usar fuentes alternativas de gases calientes diferentes de una turbina de gas y conectarlos al recipientede secado, tales como el escape de los quemadores convencionales de gas y de los motores alternativos, siempre quefuncionen a unas condiciones convencionales de relación de combustión para minimizar el oxígeno libre, o a unarelación estequiométrica para que no haya oxígeno libre en el escape y se conecten al recipiente de secado de unamanera que impida que una cantidad significativa de aire exterior entre en el recipiente de secado a fin de evitar unaoxidación significativa del insumo de estiércol. Por supuesto, esa fuente alternativa o adicional de gases calientes puedeser conectada opcionalmente al recipiente de secado según esta invención y ser usada para suplementar la producciónde gases de escape de la turbina de gas a fin de proporcionar una aportación de calor adicional al recipiente de secadosi se necesita para el arranque, la parada o condiciones de aumento de carga o para el respaldo en el caso de que sedesconecte la turbina de gas de la línea.

Se reconocerá en el funcionamiento de esta invención, que no todo el aire exterior puede ser excluido y que no sepuede impedir por completo la oxidación del insumo de estiércol, en primer lugar debido al aire presente en el insumode estiércol y arrastrado por el mismo, el aire disuelto en la humedad presente en el insumo de estiércol y el excesode oxígeno que puede estar presente en los gases de escape de la turbina durante el periodo en el que no se logra larelación estequiométrica de combustible y aire. Adicionalmente, en algunos casos se puede producir o liberar oxígenode las materias orgánicas u otras presentes en el insumo de estiércol cuando el tratamiento térmico y la conversióntienen lugar y descomponen o convierten estas materias. Por tanto los términos tal como se usan aquí que se refieren aimpedir la introducción de aire “m” sin oxidación significativa, y similares, se usan en el contexto operacional anteriory con el reconocimiento y el significado pretendido de que no se va a impedir que el aire o el oxígeno que entraen el sistema como parte del insumo de estiércol o de los gases de escape o producido en el proceso de conversióntérmica vaya a ser producido y que no se pretende impedir la oxidación que se produzca como resultado de que el aireentre en el sistema con el insumo de estiércol. Sin embargo, no se considera tal nivel de oxidación significativo dentrodel objeto, contexto y práctica de esta invención o de los significados de esos términos tal como aquí se utilizan. Demanera similar “sin pirólisis significativa” se usa aquí para significar que sólo se produce la pirólisis de una parte nomás de insignificante del insumo de estiércol, por ejemplo como en la patente de EEUU 6.039.774. Los productosde la pirólisis no son deseables en los procesos y los productos de la presente invención, y los procesos y equipos deesta invención funcionan para lograr el secado deseado del insumo de estiércol y la conversión deseada y destrucciónde los diversos componentes del insumo de estiércol, tales como pesticidas, priones, organismos, semillas, etc., perofuncionan para evitar una oxidación significativa y preferiblemente para evitar una pirólisis significativa, o al menospara minimizar la oxidación y la pirólisis. Siguiendo las descripciones presentes, resultará obvio para los expertos enla técnica controlar las temperaturas de los gases de escape, que los tiempos de contacto o los tiempos de residenciaen el recipiente de secado, el control del contenido de humedad de los sólidos y de la fase de vapor del recipiente desecado y otras variables a fin de procesar un insumo de estiércol concreto a fin de lograr estos resultados deseados yde maximizar el valor de nutrientes de los productos finales.

El insumo de estiércol seco o con bajo contenido de humedad es probable que tenga más aire arrastrado en losintersticios entre las partículas que el insumo de vapor húmedo o con alto contenido de humedad, y la eliminación delaire arrastrado de este tipo del insumo de estiércol seco antes de la introducción en el recipiente de secado normalmentepuede no ser económicamente práctica. Sin embargo, en consistencia con otros aspectos operacionales de la invención,es deseable por tanto usar un insumo de estiércol de alta humedad, bajo contenido de aire, y puede ser preferibleañadir agua a un insumo de estiércol seco para desplazar el aire del mismo antes de procesarlo en los sistemas deesta invención. Se prefiere minimizar la introducción de aire y oxígeno en el recipiente de secado antes que impediruna oxidación significativa de los componentes de nutrientes del estiércol, así como de otros componentes del insumo,tales como paja, polvo, etc. que podrían dar lugar a un incendio o a un riesgo para la seguridad si se encontrara presenteun exceso de aire u oxígeno en el recipiente de secado.

También se prefiere la exclusión del aire exterior para una eficiencia económica, debido a que calentar un exceso deaire exterior junto con el calentamiento del insumo de estiércol reduce la eficiencia del proceso. En algunos casos enlos que el insumo de estiércol tiene un contenido de humedad muy bajo o demasiado seco para la explotación preferidade esta invención, se puede añadir agua al insumo, al escape de la turbina, a la toma de la turbina o al recipiente desecado para elevar el nivel de humedad en el recipiente de secado a un nivel para un funcionamiento eficiente y paraproducir una materia de sólidos del recipiente de secado con un contenido de humedad deseado y unas propiedades

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de aglomeración propia deseadas. La adición de agua a un insumo de estiércol seco seguida del mezclado, amasadoo prensado, tal como en el mezclado por hilera y en el prensado con un rodillo pueden servir para desplazar el airedel insumo antes de introducirlo en el recipiente de secado. En el caso de insumos de estiércol muy secos, se puedeconsiderar el agua una ayuda de proceso añadida antes de la entrada en el recipiente de secado.

Se reconocerá que el funcionamiento del recipiente de secado consiste normalmente en secar el insumo de estiércol,pero es también alcanzar el calentamiento a alta temperatura del insumo de estiércol para convertir o destruir loscomponentes no deseados y para lograr una alteración química o térmica del insumo para proporcionar perfiles deligamento y de dureza de partículas deseados en el producto final. Como se observa, un aspecto importante de estainvención es la conversión térmica de los diversos componentes del insumo de estiércol sin una oxidación significativapor el aire exterior. Puesto que los componentes específicos del insumo de estiércol son numerosos y variados, nose entiende claramente que reacciones químicas concretas pueden tener lugar en las conversiones térmicas, y lossolicitantes no quieren comprometerse con teorías específicas o especulaciones relativas a las mismas. Sin embargo,se han hecho determinadas observaciones, y el entendimiento de las siguientes observaciones permitirá adicionalmentea un experto en la técnica una efectiva y eficiente práctica de la invención.

En primer lugar se encuentra la conversión térmica y la destrucción de los componentes no deseables, tales comolos productos orgánicos, los productos químicos, etc. tal como se trata en la descripción. En segundo lugar se encuen-tra la conversión térmica, química o físicamente, de la materia orgánica (residuos anímales, paja, lechos, etc.) en elinsumo de estiércol que lo hace esencialmente aglomerante por sí mismo y permite al insumo de estiércol térmica-mente tratado o convertido transformarse en pellets, gránulos o perdigones sin adición de aglomerantes o materialessimilares. Aunque se puede usar los aglomerantes tradicionales para la formación de fertilizantes en pellets, gránulos operdigones en la práctica de esta invención, se prefiere funcionar a temperaturas de tratamiento térmico y con tiemposde residencia para producir un material que se aglomera por sí mismo, y puede ser conformado en pellets, gránulos operdigones sin aglomerantes añadidos. Se cree que en cierto modo, cuando se altera químicamente la materia orgánicadel insumo y/o se convierte térmicamente, de manera similar a ser “cocida”, transforma los ligandos, celulosa, almi-dón, carbohidratos, etc. en materiales que pueden actuar como aglomerantes en el producto final. Esto proporciona unperfil de aglomeración que permite la formación de un producto final que tiene resistencias de partículas y propiedadesde libre flujo opuestas a la formación de apelmazados y no quebradizas que lo hacen útil en el equipo de manipulacióny de aplicación de fertilizante seco. Los insumos de estiércol que varían desde proporciones muy altas a muy bajas deresiduos animales presentes se pueden convertir en materiales que se aglomeran a sí mismos que formarán productosde pellets, gránulos o perdigones de buena resistencia sin añadir aglomerantes adicionales. Por supuesto se puede aña-dir aglomerantes adicionales para mejorar las propiedades de resistencia de cualesquiera de los productos finales deesta invención si se desea. Además, algunas de las materias producidas que son bajas en valor de nutrientes pero altasen materia orgánica y son útiles como acondicionadores de suelos o formadores de suelos pueden ser procesadas demanera similar para dar lugar a productos en pellets, gránulos o perdigones. En tercer lugar aparece el reconocimientode que en algunas operaciones de procesamiento de un insumo de estiércol de muy bajo contenido de humedad, puedeque no tenga lugar un secado significativa, es decir, el contenido de humedad del insumo que entra en el recipientede secado puede ser esencialmente el mismo que en el producto fertilizante o de formación de suelos que abandonael recipiente de secado, de manera que el recipiente de secado está actuando esencialmente como un horno. En estecaso, el importante proceso que tiene lugar es el tratamiento o conversión térmica y la alteración química (“cocción”)de al menos una parte de la materia orgánica presente en el insumo para permitir que la materia producida sea su-ficientemente autoaglomerante para proporcionar un producto final en pellets, gránulos o perdigones que tenga unosperfiles útiles en cuanto a aglomeración, dureza, antiapelmazamiento, no sea quebradizo, no sea pulverulento, quefluya libremente y sea tolerante a la humedad. Nuevamente, se puede añadir aglomerantes opcionales para mejorar lascaracterísticas de resistencia del producto final, si se desea.

Los tipos de recipientes de secado que se pueden usar en esta invención son, por ejemplo, de tambor rotativocon rascadores internos o sin ellos, placas de agitación y/o paletas, secadores de tambor estacionarios “de erizo” conrascadores internos o sin ellos, placas de agitación y/o paletas, y otros obvios para los expertos en la técnica. Losejemplos de recipientes de secado disponibles comercialmente útiles para esta invención o que se pueden adaptar parasu uso en la misma incluyen el Scott AST Dryer® Systems, Simón Dryer Ltd., secadores de tambor Wyamont TurboDryer Systems y los secadores de Duke Engineering Co. Inc.. Ejemplos adicionales de recipientes de secado útiles paraesta invención o que se pueden adaptar para su uso en la misma se describen en las patentes de EEUU nos. 5.746.006a Duke y otros y 5.570.517 y 6.367.163 a Luker, cuyas descripciones se incorporan aquí a título de referencia en suintegridad.

Como se observa anteriormente, el “recipiente de secado” no siempre funciona necesariamente de manera principalcomo un secador eliminando humedad del insumo de estiércol en el sistema de esta invención. El recipiente de secadofunciona también como un recipiente de tratamiento térmico, conversión y alteración u horno en el cual es calentado elinsumo de estiércol a temperaturas suficiente durante tiempos suficientes para producir las materias y productos finalesdeseados descritos aquí. Adicionalmente, el recipiente de secado no tiene necesidad de proporcionar un contactodirecto de los gases de escape de la turbina o de otra fuente de calor con el insumo de estiércol, pero puede proporcionarun calentamiento indirecto del insumo de estiércol para lograr el tratamiento térmico, conversión y alteración deseadossegún esta invención. En el calentamiento directo o indirecto, el sistema es controlado de tal manera que no tiene lugarninguna oxidación significativa ni ninguna pirólisis significativa del insumo de estiércol.

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Otro aspecto del recipiente de secado adaptado para su uso en esta invención es que el recipiente de secado pre-ferentemente funciona también como un silenciador o amortiguador de ruido de la turbina de gas o de otro motorque proporcione gases calientes de escape. Es bien conocido que las turbinas de gas,(esencialmente los motores delos aviones reactores), producen un elevado nivel de impacto acústico en el ambiente cercano. Las turbinas de gasestacionarias usadas para la producción de energía eléctrica u otros fines están obligadas por los reglamentos locales,regionales o estatales a tener silenciadores instalados para amortiguar el ruido del escape de las turbinas de gas hastaniveles aceptables. Los silenciadores de este tipo tienen las desventajas económicas del costo y de crear una retro-presión en el escape de la turbina de gas, lo cual reduce la eficiencia del funcionamiento de la turbina de gas. Unaventaja que proporciona esta invención debido a que la conexión entre el escape de la turbina de gas y el recipientede secado está cerrada al aire exterior, es que el recipiente de secado funciona efectivamente como un silenciador parala turbina de gas. Este es al menos en parte un resultado de la construcción de la configuración interna del recipientede secado que actúa en combinación con la presencia de un insumo de estiércol con un alto contenido de agua, cuyacombinación es efectiva para absorber y amortiguar el ruido de escape de la turbina de gas. También esto se debe a queel extremo de aguas abajo del secador se encuentra también cerrado a la atmósfera, porque el vapor y gases expulsadosdel recipiente de secado son recogidos para su condensación, limpieza, reciclado y para la recuperación de calor en elprocesamiento de aguas abajo en un sistema cerrado antes de que sean emitidos a la atmósfera. Resultará obvio paralos expertos en la técnica que la capacidad para expulsar gases en diversos puntos del proceso y del sistema de equi-pos puede ser deseable para adaptarse al arranque, parada, incidencias o variabilidad de insumos, pero normalmentefuncionará como un sistema cerrado que sólo tiene un producción de producto final y una emisión de gases de escapelimpios. El escape de la turbina opcionalmente puede ser parcial o temporalmente desviado por entero a otras unidadesaguas abajo, sin atravesar el recipiente de secado, cuando es necesario para aportar calor adicional en otras unidadesde proceso o para el arranque, parada o pérdidas de control.

Otra ventaja proporcionada por esta invención es que el vapor y los gases de emisión pueden ser extraídos delextremo de descarga del recipiente de secado mediante un ventilador apropiado, soplante de purgas, etc., para pro-porcionar una presión reducida en la entrada de aguas arriba del recipiente de secado, reduciendo de esta manera laretropresión en el escape de la turbina. Esto aumenta la eficiencia del funcionamiento de las turbinas de gas y se haceposible porque la conexión entre el escape de la turbina de gas y el recipiente de secado no está abierta al aire exte-rior. Se entenderá que el diseño del sistema comercial puede incluir una purga o incluso un silenciador convencionalconectado por una u otra configuración a la conexión entre el escape de la turbina de gas y el recipiente de secado opara su uso durante el arranque, parada o pérdidas de control, pero no se emplearía en la configuración en funciona-miento normal para el proceso y aparato de esta invención según se ha descrito anteriormente. Para lograr una mejoreficiencia en la explotación de esta invención, se prefiere que la conexión entre el escape de la turbina de gas y la tomadel recipiente de secado no tenga obstrucciones a fin de que se proporcione los gases al recipiente de secado con unmínimo de pérdida de calor y de energía entre la turbina de gas y el recipiente de secado. Se reconocerá también apartir de esta descripción, que el funcionamiento de un generador de turbina de gas se controlará preferiblemente parauna eficiencia óptima o una economía en el secado de insumo de estiércol, conversión térmica, alteración química yotras necesidades de proceso, lo cual puede no ser lo óptimo o lo mejor para las condiciones de funcionamiento de laturbina de gas en cuanto a la producción de electricidad. La producción de electricidad es una corriente de ingresosde recuperación de costos para el sistema, pero la economía general del funcionamiento de esta invención puede sermejoren las condiciones de funcionamiento de la turbina que favorecen la producción de calor de escape óptima para elfuncionamiento eficiente del recipiente de secado y la producción aguas abajo de productos que tienen las propiedadesdeseadas y desfavorezcan la producción de electricidad. La determinación de tales condiciones de funcionamiento parauna instalación concreta de esta invención será obvia para un experto en la técnica que siga estas prescripciones. Lossistemas de control de turbinas de gas de este tipo se describen en las solicitudes de patentes pendientes conjuntamentecedidas comúnmente de EEUU Nº 10/894.875 depositada el 19 de julio de 2004, cuya descripción es incorporada aquía título de referencia en su integridad.

Otra ventaja proporcionada por esta invención resulta del contacto de los gases de escape de la turbina de gas conel insumo de estiércol en el espacio confinado del recipiente de secado sin que se encuentre aire exterior presente encantidad significativa. Las emisiones de NOx y SOx, y en cierto modo, las emisiones de CO y CO2, son sustancialmentereducidas en el escape de la turbina de gas, y en algunos casos se reducen a cero, absorbiendo o haciendo complejoslos componentes de NOx y SOx en el insumo de estiércol, en el que permanecen absorbidos, formando complejos ofijados en la materia que abandona el recipiente de secado y en el producto fertilizante después de ser procesado paraformar gránulos, pellets o perdigones. Esto proporciona la doble ventaja de bajar o eliminar las emisiones de NOx ySOx (y de CO/CO2) a la atmósfera y de añadir componentes de nitrógeno, azufre y carbono al valor en nutrientes delfertilizante producido por el proceso y el aparato de la invención.

Las condiciones y los procedimientos de funcionamiento del recipiente de secado serán obvios para un expertoen la técnica que siga las presentes prescripciones de la descripción de esta invención. La temperatura típica de losgases de escape de la turbina que entran en el recipiente de secado estará en el intervalo de 258ºC (500ºF) a unos813ºC (1500ºF), dependiendo del contenido de humedad y otros del insumo de estiércol y de la condición deseadadel fertilizante o de la materia de formación de suelos que sale de la unidad de secado. En sistemas más pequeñoscon motores más pequeños, la temperatura de los gases de escape en la toma puede ser tan baja como unos 148ºC(300ºF) a unos 175ºC (350ºF). Un intervalo preferido está comprendido entre unos 312ºC (600ºF) a unos 642ºC(1200ºF) y es más preferido que la temperatura sea al menos de unos 340ºC (650ºF) y más preferiblemente al menosde unos 367ºC (700ºF). La temperatura y el caudal del gas que entra en el recipiente de secado dependerá en parte delcontenido de humedad y de otras propiedades del insumo de estiércol. Un contenido de humedad más elevado requerirá

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generalmente de manera obvia unas temperaturas de gas de entrada más altas para reducir el contenido de humedad.Se cree que se logra una eficiencia adicional en los sistemas de la presente invención en los que un insumo de estiércolcon un contenido de humedad alto entra en contacto con gases a alta temperatura. Un contacto de este tipo causa laformación a veces de manera instantánea, de vapor sobrecalentado conforme se desprende la humedad del insumo deestiércol, a continuación este vapor sobresaturado calienta y expulsa la humedad del insumo de estiércol adyacente. Secree que este mecanismo es responsable de un secado rápido del insumo de estiércol hasta un contenido de humedadmínimo tal que el tiempo de residencia remanente del insumo de estiércol en el recipiente de secado contribuye altratamiento térmico, conversión, alteración o “cocción” del mismo según esta invención. Algunos insumos de estiércolpueden requerir temperaturas más bajas pero tiempos de residencia más prolongados para alcanzar la conversión o la“cocción” necesaria para producir un producto que se aglomera por sí mismo y que tiene las otras propiedades deseadasaquí tratadas, particularmente para cumplir las normas correspondientes a los productos orgánicos. La temperatura delproducto fertilizante o de formación de suelos que abandona el recipiente de secado estará típicamente en el intervalocomprendido entre unos 65ºC (150ºF) y unos 230ºC (450ºF) y preferiblemente entre unos 92ºC (200ºF) y unos 175ºC(350ºF). En algunas explotaciones, la temperatura de salida del producto fertilizante o de formación de suelos sería almenos de unos 79ºC (175ºF) y preferiblemente de al menos unos 92ºC (200ºF).

Las propiedades de autoaglomeración de las materias y de los productos de esta invención son un aspecto preferidode esta invención. Aunque se puede usar opcionalmente aglomerantes y aditivos convencionales para proporcionar laspropiedades de resistencia física deseadas de los gránulos, pellets o perdigones de las formas y aspectos deseados, seprefiere que las condiciones de funcionamiento sean las que cuecen y convierten el insumo de abono para producir unproducto autoaglomerante. Esas condiciones de funcionamiento dependerán del contenido de humedad y del contenidode materia orgánica del insumo de estiércol que es capaz de ser convertido en componentes que tienen característicasaglomerantes. Aunque no se entiende y no se sujeta a ninguna teoría, se cree que los componentes de almidón, pro-teínas, carbohidratos y azúcar se convierten en materias de tipo gluten, los cuales pueden actuar como aglomerantesy que los componentes de tipo aceite y ligando son polimerizados para actuar como aglomerantes. En cualquier caso,las condiciones de funcionamiento incluyen temperaturas de los gases de escape, tiempo de contacto entre el insumode estiércol y los gases de escape y el tiempo de residencia de los sólidos del insumo de estiércol en el recipientede secado a temperaturas elevadas. Estas condiciones determinarán la temperatura a la cual se elevan los sólidos y lalongitud de tiempo durante la cual los sólidos están sometidos a temperaturas elevadas. Esta temperatura puede noser constante para un incremento determinado de sólidos, sino que puede ser un perfil de temperatura creciente a lolargo de un periodo de tiempo hasta un máximo, y bajando luego a lo largo de un periodo de tiempo o que puededescender rápidamente si se enfría súbitamente la producción del recipiente de secado a la salida. Se puede determinarunas condiciones óptimas para lograr un producto óptimo autoaglomerante para un insumo de estiércol determinadosiguiendo la presente exposición.

Tal como se usa aquí, el término “producto fertilizante” se refiere y significa el insumo de estiércol secado quese produce en el recipiente de secado reduciendo el contenido de humedad del insumo de estiércol desde un nivelexistente a un nivel inferior según esta invención y/o logrando las alteraciones químicas y conversiones a las que aquíse hace referencia. El “producto fertilizante” se considera un producto intermedio que es adecuado para su posteriorprocesamiento en un producto fertilizante final adecuado para uso por el consumidor, comercial o industrial. Típica-mente, el producto fertilizante del recipiente de secado será procesado por molienda para producir un polvo o harinaa fin de fabricar el producto fertilizante final o el producto de formación de suelos adecuado para su aplicación enseco en una explotación agrícola. El producto fertilizante puede ser también molido o hecho polvo de otra manera yconvertido en una pasta u otro líquido o en un producto fertilizante que se puede bombear que puede ser aplicado alsuelo o en una explotación agrícola en forma húmeda, o aplicado a presión en colinas o acantilados para aplicacionesde tipo recuperación o siembra, tales como la hidrocubrición, la hidrosiembra, y la hidrodecoración, o puede ser usadopara revestir semillas para usos tales como las perforaciones de siembra o la plantación aérea. De manera similar, lamateria que produce el recipiente de secado puede ser procesada de manera óptima para formar un producto similara la turba natural, pero típicamente con un contenido mucho más alto de materia orgánica (en un 20%, 30%, 40%,50%, ó 60% o más y más bajo en contenido de humedad que la turba natural. En el caso de que el insumo de estiércolsea parcialmente o mayormente bioconvertido, la materia producida por la unidad de secado puede ser conformadatodavía en un producto de tipo turba, el cual es útil como un producto para la formación de suelos. Aunque un productode este tipo puede no ser tan alto en valor de nutrientes, será alto en materia orgánica, como se ha observado ante-riormente. La producción bruta del recipiente de secado, sea de insumo fresco o bioconvertido, puede ser el productofinal fertilizante o de formación de suelos que se puede embalar o envasar en la forma deseada y adecuado para suuso en diversas operaciones de agricultura y paisajismo. Por ejemplo se puede conformar como unos rollos largos de“culebra”, similares a los rollos de culebra de paja, para su uso en el control de erosión en los emplazamientos deconstrucción. Los rollos de ese tipo hechos de las materias de esta invención serán simplemente tan efectivos en elcontrol de la erosión como los rollos de paja, pero debido a su contenido más alto de nutrientes y/o de materia orgánicaen comparación con los rollos de paja, tales rollos fomentarán y permitirán un crecimiento más temprano y abundantede la vegetación en el emplazamiento para resistir la erosión después de que los rollos se hayan desintegrado y yano sean efectivos. La materia del recipiente de secado puede ser también combinada con aglomerantes, tales comola urea fundida, para formar un producto para uso agrícola. Tal como se usa aquí, “materia fertilizante” y “productofertilizante” se entiende que se refieren a materias o productos altos en valores de nutrientes utilizables por las plantas(hechos típicamente de insumo de estiércol fresco). Y “materia para formación de suelos” y “productos de formaciónde suelos” se destinan a referirse a las materias y productos que tienen un menor valor de nutrientes utilizables por lasplantas (hechos típicamente de insumo de estiércol bioconvertido o de un insumo bajo en contenido de estiércol y altoen otros contenidos tales como paja, material de nidos, etc.), pero que sin embargo son altos en materia orgánica que

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es beneficiosa como un acondicionador de suelos, y como formador de suelos o corrector de suelos. Se reconoce queestas materias o productos pueden ser mezclados con otras materias o productos químicos como se describe aquí enotra parte. También se observa que los productos obtenidos por los sistemas de esta invención, aunque son preferidospara uso como fertilizante y formador de suelos, se pueden usar como combustible para la producción de calor o elec-tricidad. La economía local determinará el uso final de la materia producida en el recipiente d esecado o del productofinal obtenido en el sistema de esta invención.

Tal como se usa aquí el término “gránulo”, granulación y similares se refiere a cualquier forma granular de lamateria o producto fabricado por esta invención, incluyendo los gránulos convencionales, polvo, grumos, y similares,obtenidos mediante los procesos y equipos convencionales de granulación, incluyendo la trituración o formación degrumos de los pellets o perdigones previamente formados, El término “pellet”, “pelletización” y similares se refierea cualquier forma de pellet de las materias o productos fabricados por esta invención, incluyendo los cilíndricos, enforma de bala, esféricos o de otra forma, hechos típicamente por los procesos y equipos de pelletización convencio-nales, tales como por extrusión de una pasta o masa y corte, picado o rotura del producto de extrusión al tamañodeseado. El término “perdigones”, “formación de perdigones” y similares se refieren a cualquier forma de perdigón delas materias o productos fabricados por esta invención, hechos por los procesos y equipos de formación de perdigonesconvencionales, incluyendo los procesos de torre de rociado, los procesos de liofilización, etc.

Una de las unidades de proceso preferidas para su uso en esta invención es un pelletizador por extrusión porqueaprovecha las propiedades de autoaglomeración de la materia producida en el recipiente de secado y porque puedefuncionar bajo condiciones de temperatura y presión que pueden contribuir adicionalmente a la “cocción” de la materiapara producir las propiedades básicas de autoaglomeración del producto de esta invención. En una explotación típica,el polvo o harina de la unidad de molienda puede ser mezclado con vapor o agua, por ejemplo vapor o vapor de aguacondensado procedente del recipiente de secado, suficiente para formar una materia que es extrusíonable a alta presióny temperatura para formar pellets u otras formas. Las temperaturas en el pelletizador de extrusión pueden procederde tornillos, matrices o tambores calentados o pueden proceder de la energía de una compresión a alta presión. Encualquier caso, la materia extrusíonable se calienta a una temperatura alta en el proceso. Se cree que para algunosinsumos de estiércol las altas temperaturas y presiones en el pelletizador extrusionador pueden “cocer” adicionalmenteo convertir ciertos componentes de la materia para proporcionar unas propiedades de autoaglomeración adicionales omejoradas o contribuir a las mismas en el producto resultante pelletizado, granulado o en perdigones. Las condicionestípicas de funcionamiento para un extrusionador de este tipo serán una materia extrusíonable que tenga un contenido dehumedad de hasta un 20% aproximadamente en peso o más alto, dependiendo del equipo extrusionador empleado. Lastemperaturas y la presión del extrusionador serán las usadas normalmente en un equipo extrusionador convencional. Sepuede emplear obviamente otras condiciones de funcionamiento dependiendo del insumo de estiércol que se procesa yde las propiedades deseadas del producto formado, Los pellets producidos pueden ser secados para reducir el contenidode humedad a un nivel adecuado para el almacenamiento estable de producto, por ejemplo aproximadamente el 10%en peso. La humedad eliminada en este punto en el proceso puede ser reciclada para su uso en otras etapas y procesosde los sistemas de esta invención, como se describe aquí.

El insumo de estiércol tendrá típicamente un contenido de humedad comprendido entre aproximadamente un 50%y aproximadamente un 90% en peso, preferiblemente entre aproximadamente un 60% y aproximadamente un 80% enpeso y más preferiblemente entre aproximadamente un 65% y aproximadamente un 75% en peso. El porcentaje enpeso, tal como se usa aquí, se refiere al porcentaje del componente en cuestión en base al peso total de la mezcla a laque corresponde). Aunque se puede procesar un insumo de estiércol de contenido de humedad más bajo, por ejemplo,tan bajo como un 40% en peso aproximadamente o incluso un 30% aproximadamente en peso en esta invención.El insumo de estiércol preferido tiene un contenido de humedad de al menos aproximadamente un 50% en peso,más preferiblemente de al menos aproximadamente un 60% en peso y de la manera más preferible de al menosaproximadamente un 70% en peso. Cuando el insumo de estiércol tiene un contenido de humedad alto en este intervalo,se logran las ventajas del procesamiento a partir de la producción esencialmente instantánea en la toma del recipientede secado donde los gases de escape a 532ºC (1000ºF) entran en contacto con el insumo de estiércol con alto contenidode humedad a una presión atmosférica o subatmosférica. El vapor y el vapor sobrecalentado así producido contribuye alsecado, cocción o conversión de las partículas cercanas adyacentes aguas abajo del insumo de estiércol, lo cual mejorala eficiencia del proceso. Para el funcionamiento del proceso y del aparato de esta invención se prefiere que el insumode estiércol sea mezclado y combinado entre tandas o partes diferentes (parte superior, parte inferior, dentro, fuera, etc.)de las mismas tandas para proporcionar una uniformidad de las propiedades del insumo de estiércol. Esta preparaciónpreferida permite la producción de una materia fertilizante más uniforme a partir del recipiente de secado, y simplificael control de las operaciones de proceso. La temperatura del insumo de estiércol será típicamente la ambiente, esdecir, en el intervalo de unos -1ºC (30ºF) a unos 37ºC (100ºF), pero puede ser inferior a -1ºC (30ºF), siempre quecualquier tipo de aglomeraciones congeladas no interfieran en la preparación del insumo o en el funcionamiento delrecipiente de secado y del equipo de alimentación de insumo. Aunque se prefiere que el insumo de estiércol esté a bajatemperatura, para reducir o impedir el compostaje o la bioconversión de los nutrientes antes de su procesamiento segúnesta invención, puede ser ventajoso para la economía del proceso o para la capacidad general precalentar el insumode estiércol antes de su introducción en el recipiente de secado. Si se usa el precalentamiento, es preferiblementerealizado justamente antes de su uso en esta invención de manera que se mantengan en un mínimo el compostaje yla bioconversión. Si se emplea un precalentamiento de este tipo del insumo de estiércol, se puede hacer en cualquierforma deseada, tal como por un intercambiador de calor, calentamiento solar, transportadores o alimentadores detornillo calentados o losas de hormigón calentadas en la zona de acumulación y preparación del insumo.

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El tiempo de contacto entre los gases de escape de la turbina y el material de alimentación de estiércol serádeterminado por varias variables, incluido el contenido de humedad del material de alimentación, el contenido dehumedad deseado en el material de salida del recipiente de secado, la alteración/conversión químicas deseadas, elvolumen y la temperatura de los gases de escape que penetran en el recipiente secador y otros factores. Se regulará eltiempo de contacto para que proporcione no solamente el secado deseado, sino también para que eleve las partículasde sólidos de material de alimentación de estiércol a temperaturas lo suficientemente altas como para destruir losuficientemente o convertir en formas inocuas los componentes indeseables presentes en el material de alimentación,tales como organismos, microorganismos, semillas, plaguicidas, antibióticos, hormonas, priones, virus y similares,cuando se desea dicha conversión o destrucción, y para producir un producto autoligante, cuando se desea. No esimportante determinar la temperatura real alcanzada por las partículas, siempre que se alcancen los niveles deseadosde dicha destrucción y conversión del componente y el nivel deseado de autoligamiento. El tiempo de contacto deseadose puede variar y regular por parte del volumen y tamaño del recipiente de secado y mediante los volúmenes de salidadel material de alimentación y de los gases de escape. La transferencia de calor desde los gases de escape al material dealimentación y, por consiguiente, la temperatura a la que se calienta el material de alimentación, serán principalmenteuna función de la relación máxica de gas de escape a material de alimentación. Un ejemplo del funcionamientodel recipiente disecado con un generador de turbina de gas es un generador Rolls Royce Allison 501-KB5 (hechofuncionar a 3,9 MW) con una salida de gas de escape de aproximadamente 48.800 Kg/h a 5.532ºC y a un secadortubular rotatorio modelo AST 8424 de Scott Equipment Company, New Prague, Minnesota, EE.UU. con un volumeninterno de aproximadamente 26 metros cúbicos (m3). El material de alimentación de estiércol, que es un estiércolde ganado bovino reciente, tiene un contenido de humedad de aproximadamente 70% en peso y una temperatura deaproximadamente 18,3ºC es alimentado al recipiente secador a una velocidad de aproximadamente 6.500 Kg/h, quees aproxidamente 10 m3/h, para proporcionar un tiempo de permanencia medio nominal de los sólidos en el recipientedisecado de aproximadamente 10 a aproximadamente 18 minutos y una relación ponderal de los gases de escapeal material de alimentación de estiércol de aproximadamente 7,5. La salida del recipiente de secado se encuentra aaproximadamente 93,2ºC. La relación en peso de gas de escape a material de alimentación oscilará generalmente entreaproximadamente 15:1 y aproximadamente 1:1, de preferencia entre aproximadamente 10:1 y aproximadamente 3:1y, más preferiblemente, entre aproximadamente 8:1 y aproximadamente 4:1. El requisito de calor puede requerir unarelación de al menos aproximadamente 20:1 o de al menos aproximadamente 25:1 o superior en los casos en los queel material de alimentación esté frío con un contenido muy elevado en humedad y el gas de escape no se encuentrea una temperatura elevada o máxima. El flujo de gas de escape y el flujo de material de alimentación de estiércol através del recipiente secador puede ser en iso corriente, en contra corriente, en fase sencilla, en múltiples fases, etc.;dependiendo de los resultados deseados y de los diversos diseños del sistema y consideraciones económicas.

El material de salida procedente del recipiente de secado comprende vapor, vapor de agua, gases de la combustióny sólidos que se secan y/o tratan térmicamente y se convierten en las formas deseadas. Las temperaturas de salidatípicas del recipiente de secado de los gases y/o sólidos oscilarán normalmente entre aproximadamente 93,2ºC y apro-ximadamente 176,5ºC, pero se pueden seleccionar temperaturas más bajas o superiores y/o las deseadas por motivoseconómicos, de calidad de producto y/o de eficacia del proceso. Las temperaturas de salida pueden ser de al menosaproximadamente 43,3ºC hasta aproximadamente 259,7ºC, de preferencia al menos aproximadamente 87,7ºC y, lomás preferiblemente, al menos aproximadamente 93,2ºC. Generalmente, se desea que el material sólido que salga delrecipiente de secado tenga generalmente un contenido en humedad entre aproximadamente 10% y aproximadamente15% en peso, pero este puede oscilar entre aproximadamente 5% y aproximadamente 25% en peso. De nuevo, sepueden seleccionar y/o desear por motivos similares un contenido en humedad menor o mayor de los sólidos de salidadel recipiente de secado. El vapor, vapor de agua y los gases de combustión que salen del recipiente secador serándirigidos normalmente a través de intercambíadores de calor (para la recuperación del calor del proceso utilizableaguas abajo en operaciones de granulación o nodulación o aguas arriba en el precalentamiento de aire para el materialde alimentación o la admisión en la turbina), condensadores (para la recuperación de agua del proceso para uso aguasarribas o aguas abajo, para aplicación agrícola o para el desecho), depuradores, filtros o ciclones (para la recuperaciónde sólidos que penetran en gases o líquidos y que hacen a los gases y líquidos aceptables desde un punto de vistamedio ambiental para su liberación) y otro equipo del proceso convencional.

En esta memoria se alude a la salida de sólidos del recipiente de secado como fertilizante o material mejoradordel suelo, sólidos que son procesados típicamente de forma adicional mediante molienda, granulación, nodulización,perlado u otro tratamiento para producir un fertilizante final o producto mejorador del suelo en la forma deseada parasu envasado final o para la distribución a granel. Equipo de molienda, granulación, nodulización o perlado de este tipoy operaciones útiles en esta invención son aquellos que son convencionales y bien conocidos, ya que la salida del reci-piente de secado comprende componentes sólidos y en fase vapor que tienden por sí mismos a un tratamiento de estetipo. En esta memoria se puede aludir a la salida de sólidos del recipiente de secado como el fertilizante o productomejorador de la tierra cuando se utiliza en su forma bruta para la aplicación a la cosecha sin un tratamiento adicionalen forma de polvo, granular, nódulo o perla. Al material de salida del recipiente de secado se le alude como material oproducto acondicionador de la tierra cuando el material de alimentación de estiércol es del tipo que produce un materialcon un bajo valor en nutrientes como un fertilizante, pero que no obstante es útil como un mejorador o acondicionadordel suelo con un alto contenido en materia orgánica, similar a un producto tipo turba, o puede ser una combinaciónde fertilizante y producto mejorador del subsuelo de materia orgánica. Independientemente del producto y de la for-ma, el procedimiento, sistema y equipo de esta invención proporcionan un tratamiento eficaz desde un punto de vistamedio ambiental y económico de materiales de alimentación de estiércol para eliminarlos como desechos medioam-bientales y proporcionar productos que sean útiles para mejorar las condiciones del suelo, secuestrar carbono en la tie-rra u otras aplicaciones ventajosas desde un punto de vista medio ambiental, y para eliminar el desecho en un vertedero.

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Esta invención se puede utilizar para producir una diversidad de productos y materiales a partir de materiales dealimentación de estiércol, pero los materiales y productos preferidos son aquellos que no tienen componentes inde-seables significativos remanentes que no han sido convertidos o destruidos en el calentamiento, alteración química y/otratamiento de secado en el recipiente de secado u otras operaciones. Se prefiere que los productos y materiales produ-cidos por esta invención sean fertilizantes o productos mejoradores de la tierra útiles, pero esta invención es tambiénútil para producir sólidos de volumen reducido para su eliminación en un vertedero con la ventaja de proporcionarsólidos que tengas bajos niveles o ninguna cantidad de componentes perjudiciales de modo que se desprendan delvertedero el agua de superficie o subterránea.

Los productos y materiales producidos para esta invención son útiles e incluyen mezclas con otros materiales,productos o productos químicos, según se puedan desear para usos finales particulares que requieran de propiedades ocaracterísticas particulares. Estos otros materiales y aditivos se pueden añadir y mezclar en cualquier punto apropidoen el proceso: se pueden mezclar con el material de alimentación de estiércol, añadir al recipiente de secado, añadir alagua del proceso en cualquier punto, añadir al material que sale del recipiente de secado, añadir en forma de cualquiertratamiento de molienda, granulación o nodulación o simplemente mezclados con el producto final o reunidos antesdel embalaje o envasado o en cualquier punto de uso. Por ejemplo, el fertilizante y los productos mejoradores de latierra, aunque habitualmente están exentos de olores, se pueden mezclar con otros materiales que puedan proporcionarun olor agradable o enmascarar cualquier olor desagradable. Materiales de este tipo pueden ser de naturaleza sintética(perfume) o naturales, prefiriéndose materiales naturales. Materiales orgánicos naturales pueden incluir salvia, menta,inojo, ajo, romero, pino, materiales cítricos y similares que no evitarían la certificación como un material de entradaorgánico. Otros materiales para mezclar pueden incluir hierro, minerales, carbono, zeolita, perlita, fertilizantes quí-micos (urea, nitrato de amonio, etc.), plaguicidas y otros materiales para adaptar el fertilizante o producto mejoradordel suelo para el uso especializado. Aunque los productos orgánicos certificados son los productos más preferidos deesta invención, los productos de esta invención pueden incluir cualquier mezcla de fertilizantes NPK convencionalo mezclas en cualquier forma convencional, incluidas formas de liberación prolongada. Por ejemplo, los productosfertilizantes de esta invención pueden incluir herbicidas añadidos (para los típicos productos de “weed and feed”) yotros aditivos que pueden ser de base orgánica o productos químicos que pueden o no cualificarse para un estado or-gánico certificado. Es bien conocido en la técnica preparar productos fertilizantes en un tamaño de gránulo o partículacon una dureza deseada en integridad en forma seca, pero fácilmente dispensables cuando se aplican a una operaciónagrícola y se tratan con agua mediante irrigación o el agua de la lluvia. Por ejemplo, véanse las patentes de EE.UU.4.997.469 expedida a Moore y 5.676.729 expedida a Elrod et al., cuyas descripciones se incorporan como referenciaen su totalidad.

En algunos casos, se puede otorgar a un producto una certificación orgánica con la condición de que los nivelesde componentes hechos por el hombre, que incluyen organismos genéticamente modificados, fertilizantes químicos,otros materiales que no son orgánicos, etc., en el producto final se encuentren típicamente por debajo de aproxima-damente 5% en peso, o en el caso de un mareaje “natural” por debajo de aproximadamente 30% en peso. Por otraparte, los materiales de entrada en fertilizantes orgánicos y productos mejoradores del terreno orgánicos pueden ob-tener cantidades esencialmente no detectables de otros materiales identificados como componentes indeseables, talescomo organismos y microorganismos indeseados (que incluyen organismos genéticamente modificados), patógenos,semillas viables, plaguicidas (incluidos insecticidas, herbicidas, algicidas, venenos contra roedores, etc.), antibióticos,hormonas, priones o virus. Sin embargo, en otros casos, el producto tendrá la calificación de certificación orgánica,incluso si determinados de estos componentes indeseables en el producto final son detectables pero se encuentranpor debajo de un nivel especificado. Tal y como se utiliza en esta memoria, “microorganismo” se utiliza para incluirbacterias, protozoos, hongos y plantas. Sin embargo, se reconocerá que no todos los microorganismos son indeseablesen un fertilizante o producto mejorador del suelo, incluso en productos orgánicos certificados, sino que determinadosmicroorganismos son indeseables y han de ser destruidos, inactivados, exterminados o convertidos de otra manera enformas inocuas mediante el tratamiento térmico de acuerdo con esta invención, tales como bacterias patógenas. Dadasque las normas establecidas por las diversas agencias de productos orgánicos difieren de algún modo y son modifi-cadas periódicamente, no resulta práctico entrar aquí en detalles. Es importante señalar, sin embargo, que cuando unproducto se selecciona para su producción en el sistema de esta invención, las condiciones operativas de los procedi-mientos de esta invención pueden ser variadas a lo largo de amplios intervalos, y seleccionadas para que proporcionenlas conversiones y purificaciones necesarias para cumplir las normas aplicables y proporcionar productos que puedancertificarse como orgánicos.

Los sistemas de esta invención incluyen configuraciones que se pueden utilizar para reducir y, en algunas ope-raciones, eliminar esencialmente la emisión a la atmósfera de olores nocivos y gases de invernadero procedentes deoperaciones de alimentación de animales y de instalaciones de agua residual municipales. Tal y como se ha señaladoantes, además de la bioconversión de los desechos animales, una de las principales fuentes de los gases de invernadero(metano en particular) y de olores nocivos procede de gases producidos en la fermentación entérica en los propiosanimales, y la liberación de esos gases por parte de los animales a través de eructación, emisión de flatulencias yla liberación esencialmente inmediata de sus gases a partir de la orina y de las heces tras su evacuación desde losanimales, a lo que se alude en esta memoria como “gases animales”. Las operaciones de alimentación de animalesestán experimentando una creciente regulación por parte de las agencias federales y estatales debido a una crecientepresión procedente de las zonas de población próximas a las operaciones de alimentación de animales. La regulaciónestá dirigida a dos aspectos de la calidad del aire. El primero son los olores nocivos procedentes de gases animales ylas emisiones por bioconversión que contienen mercaptanos y muchos otros compuestos orgánicos que tienen oloresofensivos y que son objetables para las comunidades residenciales. El segundo son las emisiones de gas invernadero

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que son perjudiciales para la calidad del aire. Los gases de invernadero incluyen CO2, CH4 y N2O, y habitualmente seles alude en términos de efecto equivalente de CO2 sobre la atmósfera. El metano tiene un factor equivalente de CO2 deentre aproximamente 23 (tal como se utiliza por parte de la USDOE), lo que se significa que 1 kg de CH4 liberado a laatmósfera es equivalente a 23 kg de CO2 liberado. (Algunas fuentes dan el factor equivalente como aproximadamente21). En el Informe de la Administración del Departamento de Energía/Información de Energía de los Estados Unidos #DOE/EIA-0573 (2002) emitido en Octubre del 2003 (disponible en www.eia.doe.gov/oiaf/1605/ggrpt) se estima que 8millones de toneladas métricas (TM) de CH4 (183 millones de TM de equivalente de CO2) se liberaron a la atmósferaen 2002 por operaciones agrícolas, lo que constituía aproximadamente el 30% de todas las emisiones de CH4 en los Es-tados Unidos, incluyendo las otras fuentes operaciones de tratamiento en vertederos y de aguas residuales municipales.De las emisiones de CH4 agrícolas, el 94% procedía de operaciones de ganado, de las que el 67% (aproximadamente 5millones de TM) procedía de la fermentación entérica (gases animales) y el 33% (aproximadamente 3 millones de TM)procedía de la descomposición de desechos del ganado. Mientras que CH4 es el gas invernadero principal producidopor la bioconversión del abono, también se producen gases CO2 y NOx. Se desea particularmente evitar la liberaciónde NOx a la atmósfera, ya que se estima que tiene un equivalente de CO2 de aproximadamente 310. Esta invención sepuede utilizar, tal como se describe en esta memoria, para eliminar esencialmente la liberación atmosférica de gasesanimales y eliminar esencialmente las emisiones de gas invernadero de descomposición procedentes de operacionesde alimentación de animales conteniendo y procesando los gases animales, procesando el material de alimentación deabono para prevenir que tenga lugar la descomposición o bioconversión y/o que contienen y procesan en emisionesprocedentes de la descomposición o bioconversión que tiene lugar antes de que se procese el material de alimentaciónde estiércol.

Los sistemas de esta invención son particularmente útiles en eliminar esencialmente las emisiones de gas de ani-males y los olores de los gases de animales en determinadas operaciones existentes de alimentación de animales. Otrasoperaciones de alimentación de animales pueden ser fácilmente modificadas según lo descrito en adelante para utilizarlos sistemas de esta invención para reducir o eliminar la emisión de gases de animal y olores asociados a la atmósfera.En el sistema básico de esta invención, la salida de gases de la turbina está conectada al recipiente de secado. Para con-trolar los gases de animales producidos en una operación de alimentación de animales, la entrada de aire de la turbinade gas está conectada al sistema de ventilación del refugio del animal de tal forma que el aire de ventilación que saledel refugio del animal se dirige a la entrada de aire de la turbina de gas, donde normalmente tienen lugar dos procesos.En primer lugar, los gases del animal se queman junto con el suministro normal de combustible, convirtiendo por lotanto el CH4 en H2O y CO2 y convirtiendo los mercaptanos y otros deletéreos o compuestos acres a H2O, COx, NOxy SOx. En segundo lugar, los gases de salida de la turbina de gas entran en contacto con la materia prima del abono,donde el NOx y el SOx y hasta cierto punto los gases de COx son absorbidos o agrupados con la materia prima delabono cuando ésta se seca y/o se convierte en un fertilizante o en un material constituyente del suelo, y preferiblementeen un fertilizante auto vinculado o producto constituyente del suelo. Este aspecto de la presente invención evita quelos gases de animales entren en la atmósfera.

Las operaciones de alimentación de animales existentes que pueden inmediatamente de forma directa y eficienteutilizar esta invención para el control de gases de animales son aquéllas que están normalmente encerradas por com-pleto y ventiladas por medio de entradas de aire fresco y salidas de aire de escape, y particularmente aquellas en las quese controla el clima mediante calefacción y aire acondicionado. Las operaciones de alimentación de animales en lasque se controla el clima son típicamente las operaciones de troceo de pollos y, aunque algunas operaciones lecheras,con terneras y vacas, y otras operaciones están encerradas y controladas climáticamente debido al frío o calor extremoen el clima del local. El aire de salida de dichas instalaciones se dirige a la entrada de aire de combustión de la turbinade gas. Otras operaciones de alimentación de animales que tienen establos al descubierto o estructuras abiertas puedenaprovechar esta invención llevando el aire de ventilación de la parte superior de la estructura y conduciéndolo a laentrada de aire de la turbina. Esto recoge una parte significativa de los gases de animales, particularmente en los díassin viento, ya que el metano en los gases de animales es más ligero que el aire y se eleva a la parte superior de laestructura. Además, estas estructuras pueden cerrarse de forma económica (por ejemplo, mediante paredes de tela) yventiladas con aire forzado (con o sin control climático) para recoger esencialmente todos los gases de los animalesen la estructura y dirigir el aire de ventilación de escape a la entrada de aire de la turbina.

Utilizando este aspecto de la invención, se reconocerá que es preferiblemente operado de tal forma que el aire desalida de ventilación del establo de troceo, del establo de pollos, etc. se lleve a la entrada de aire de la turbina de gaspara evitar la salida de los gases de animales a la atmósfera. Cualquier aire restante necesario para la turbina de gasirá del aire ambiente a través de un filtro de aire convencional, aunque es preferible que el aire de ventilación de lasalida del establo de animales también pase a través del filtro de aire de entrada de la turbina de gas para evitar dañoso erosiones en los componentes de la turbina por polvo ocluido u otras partículas. Los sólidos recogidos en el filtrode aire pueden llevarse al recipiente de secado o a unidades de otros procesos del sistema para su incorporación en elfertilizante final o en el producto constituyente de suelo.

Aunque el metano en los gases de animales no constituye normalmente una parte significativa de los requisitos decombustible del sistema, se quema para producir calor y no se emite a la atmósfera. Sin embargo, cada kilo de metanode gas de animal quemado reduce el requisito de combustible de metano de salida en un kilo, y reduce las emisionesde gas de invernaderos equivalentes de CO2 en 23 Kg. Este aspecto de la invención también proporciona el beneficiodel control del ruido de entrada de la turbina. Similar al recipiente de secado que actúa como silenciador para el escapede la turbina, teniendo la entrada a la turbina encerrada y la conducción de aire en un sistema cerrado desde el establode los animales contiene sustancialmente y mufla la alta frecuencia del ruido de entrada en la turbina.

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Las operaciones existentes de alimentación de animales pueden inmediata y efectivamente utilizar esta invenciónpara eliminar la necesidad y el uso de lagunas de estiércol existentes. Al procesar todo el estiércol fresco continuamenteo diariamente según esta invención, las lagunas de estiércol y las pilas de compost no son necesarias. Además, unaoperación existente que instala el aparato y el proceso de esta invención puede limpiar las lagunas existentes llevandolos contenidos de las lagunas como materia prima de este proceso, generalmente mezclados con el estiércol frescoque es procesado diariamente en la operación. De forma similar, pueden usarse las pilas existentes de estiércol enlos lotes de alimentación y otras operaciones como materia prima y ser limpiadas, generalmente mezclando las pilasde estiércol con le estiércol fresco que se procesa diariamente. Por supuesto, en el diseño y construcción de nuevasinstalaciones de alimentación de animales, la incorporación del equipo y de los procesos de la presente invenciónelimina la necesidad de lagunas u otro espacio para el almacenamiento o la digestión del estiércol, ya que con lapresente invención el estiércol se procesa continua o diariamente.

Esta invención también proporciona beneficios medioambientales en las múltiples etapas de las operaciones agrí-colas secuestrando una cantidad máxima de carbono en el suelo y evitando la pérdida del carbono a la atmósfera enforma de metano y CO2. Cuando el estiércol se descompone o se digiere libera (principalmente por digestión anae-róbica) metano, CO2 y otros gases, incluyendo amoniaco, a la atmósfera. Procesando el estiércol fresco antes de ladescomposición o digestión, el contenido de carbono y nitrógeno del estiércol es retenido y fijado en el producto ferti-lizante granulado seco producido por esta invención y se evita que sea liberado a la atmósfera como gases invernadero.Cuando el fertilizante de esta invención se aplica al suelo, el carbono y el nitrógeno entran en el suelo, donde losmicrobios del suelo y otros procesos naturales hacen que el carbono y el nitrógeno estén disponibles para las plantasen el crecimiento de cultivos. Similarmente, la práctica habitual del estiércol compuesto y otro material para utilizarcosechas libera y pierde carbono y nitrógeno a la atmósfera durante el compostaje. El producto fertilizante de estacomposición reemplaza y elimina la necesidad de compost, eliminado por lo tanto la contaminación del aire originadapor el compostaje.

Se reconocerá que, mientras que la descripción anterior está en términos del empleo de una turbina de gas, la mismautilización de este aspecto de esta invención para controlar emisiones de gas de animal se puede hacer utilizandocualquier fuente de calor que sea seleccionada para utilizar en el sistema. Ya sea la fuente de calor una turbina de gas,un generador de una turbina de gas, un motor diesel o de gas alternativo o incluso un quemador de gas o de aceiteconvencional (como el 107 en la figura 1), el aire de ventilación de salida del establo del animal se puede dirigir a laentrada de aire de combustión, de tal forma que los gases del animal se quemen y preferiblemente de tal forma que losgases de la combustión entren en contacto con le lote de alimentación del estiércol.

Como una descripción e ilustración posterior de los procesos, sistemas y equipos de esta invención, se hace refe-rencia al diagrama de flujos esquemático de la figura 1. En el proceso ejemplificado ilustrado, la unidad generadorade turbina de gas 100 comprende una turbina de gas 101 y un generador eléctrico 102. La turbina de gas tiene unfiltro de entrada de aire 104 (que puede incluir opcionalmente aire de ventilación del establo del animal, tal como 903en la figura 5) y alimento de combustible 103. Si se desea, un silenciador de salida en bypass 106 se puede incluirpara iniciar el proceso, para terminarlo o para establecer condiciones de funcionamiento en aquellos casos en que laturbina de gas está funcionando, pero los gases de escape no pueden ser dirigidos al recipiente de secado. Sin em-bargo, el recipiente de secado 200 funcionará como el silenciador en el funcionamiento normal del sistema de estainvención. Alternativamente, en vez del silenciador 106, el bypass de gases de escape (véase 908 en figura 5) alrededordel recipiente de secado, se puede dirigir a cualquier unidad bajo corriente apropiada, tal como el separador 208 y/oel separador 600, que pueden proporcionar una función silenciadora temporal. Esta disposición elimina el coste de unsilenciador separado y el espacio requerido para un silenciador separado, lo cual es una importante consideración paralos sistemas portátiles montados en camión. El escape de la turbina de gas 101 está conectado al recipiente de secado200 a través del conector 105. Una entrada de aire opcional (no mostrada) se puede incluir para el recipiente de secado200 en el conector 105 o en otro lugar para purgar le recipiente de secado del sistema, para iniciar o para cerrarlo opara otras razones, particularmente cuando tanto los gases de escape o la pila de alimentación de estiércol no estánpresentes en el recipiente de secado 200. Sin embargo, cuando ambos están presentes, todas las entradas de aire estáncerradas y no se utilizan con el fin de descartar sustancialmente la introducción de aire en el recipiente de secado ypara descartar significativamente la oxidación de los materiales que están siendo procesados en el recipiente de secado200. Puede incluirse también un quemador opcional 107 para proporcionar una fuente de calor suplementaria y degases de combustión para el recipiente de secado, que se puede proporcionar como entrad en el conector 105 o enotro sitio. La fuente de calor opcional suplementaria puede ser útil durante el inicio, el cierre, el establecimiento delproceso, el apagado de la turbina o para mantener un funcionamiento deseado cuando se produce un pico de carga ouna pila de alimentación con un contenido de agua inusualmente elevado.

La pila de alimentación de estiércol se introduce típicamente en el sistema mediante medios mecánicos, tales comoun cargador extremo frontal 201, que suelta la pila de alimentación en una unidad separadora de rocas, mezcladora, detroceo 202. La pila de alimentación se puede mezclar posteriormente y separar objetos extraños en un transportadorsin fin 203, 204, y luego se alimenta al recipiente de secado 200 a través de 215. La pila de alimentación también sepuede premezclar o acondicionar para la uniformidad deseada antes de cargar el sistema a través del cargador 201, porejemplo, en ventanas de carga que se pueden combinar y mezclar.

La salida del recipiente de secado 200 se transfiere por los conductos 205, 206 al separador 208 donde se separanlos sólidos y los gases. Los gases pasan a través de 209 y del soplador 210 a la atmósfera a través de 211 o de otrosprocesadores bajo corriente a través de 212. El soplador 210 se puede operar para bajar la presión en el separador 208

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y en el recipiente de secado 200, lo que reducirá el punto de ebullición del agua en el recipiente de secado, y reducirá lapresión diferencial en la salida de la turbina y aumentará el rendimiento y la eficiencia de la turbina. Alternativamente,el soplador 210 puede operarse para mantener la presión incrementada en el recipiente de secado para un tratamientoa mayor temperatura o un “cocinado” de la pila de alimentación de estiércol si se desea. La salida del recipiente desecado 200 puede paras a través del intercambiador de calor opcional 207 para recuperar el calor del proceso parautilizarlo aguas abajo o para utilizarlo en el precalentamiento de la pila de alimentación de estiércol o de la entradade aire de la turbina. Los sólidos de salida del separador 208 pasan al molino de bolas o al molino de martillo 300a través del transportador o alimentador de tornillo sinfín 301 y mezcladores opcionales y acondicionadores 302 y303. Además, los sólidos reciclados tales como finos, del ciclo de reciclado 305, se pueden mezclar en 303 a travésde 304 para combinarse y alimentar el molino de bolas o de martillo 300. Los finos y otros materiales generados envarios puntos del sistema se pueden recoger y reciclar a través del ciclo 305 y ser reintroducidos en el sistema deprocesamiento de producto en cualquier punto deseado para el procesamiento posterior, tal como la unidad de molino303 a través de 304, la unidad de peletización 400 a través de 404 o incluso la preparación de la pila de alimentación deestiércol 202, 203, 204 u otros puntos. Una capacidad importante del sistema de esta invención es el reciclado completoa través del ciclo de reciclado 305 de todos los finos u otros sólidos de tal forma que se incorporen eventualmente enlos productos finales. Así, el sistema de esta invención proporciona la conversión al 100% de los sólidos del a pila dealimentación de estiércol (excepto las rocas y otros objetos extraños que no son procesables) en le fertilizador o losproductos constituyentes del suelo y no produce una corriente de residuos sólidos que puede de otra forma perder talcomo en un vertedero.

El molino de bolas o de martillo 300 se utiliza para producir un tamaño de partículas uniforme y pequeño, dematerial de corta longitud de fibras llamado “comida”, que es apto para ser procesado en la unidad de peletización400, para proporcionar un producto que tenga la suficiente dureza y la suficiente durabilidad y estabilidad mecánicaspara el procesado convencional, embalaje y almacenamiento normalmente utilizados para los productos fertilizadoressecos. La salida del molino de bolas o de martillo 300 va a través del separador 310, donde se eliminan los vapores y seenvían a través de 315 al separador 600 para el reciclaje de los sólidos a través del ciclo de reciclaje 305 y los vaporesde ventilación se llevan a la atmósfera a través del soplador 601 y de la ventilación 602. El separador 310 saca losfinos o el material apto para reciclaje a través del ciclo de reciclaje 305 y pasa la comida al mezclador 311. La comidase envía entonces a través de 312 al separador 401 y, o bien se dirige al peletizador 400 a través de 408 o al cubo deavance o de mantenimiento 402 a través de 409a y 409b para mezclar con otros materiales, materiales reciclados de404 o aditivos o para mantener en el caso del inicio del proceso, del cierre o del funcionamiento. Desde le cubo deavance 402, la comida se envía a través del mezclador 403 y, o bien directamente a la unidad de peletización 400 através de 407 o al mezclador 411 a través de 412 para mezclar con la comida fresca cuando se desea.

Los pellets del peletizador 400 pasan a través del intercambiador de calor, unidad de alimentació de vapor 405, ydesde allí se envían a través de 406 y 414, bien directamente a las alimenta de limpiado del producto final 407 y 415y el cubo de almacenamiento o de envío de producto terminado 500 a través de 416a, 416b, 501 y 503, o enviado através de 413 y el cubo de avance 410 a la unidad de rodillo o granuladora 411 y de allí a las alimenta de limpiezadel producto final 407 y 415. El producto final se carga en un camión 502 a través de 501, 503 o a través del cubo dealmacenamiento 500 para ser transportado al mercado. Los finos y otros productos separados en la unidad de limpiezafinal 415 puede ser reciclados para su reprocesamiento a través del ciclo de reciclaje 305. El rodillo o granulador411 convierte los pellets en partículas más pequeñas o de un tamaño granular que tienen esencialmente la mismadureza y una alimentación y estabilidad mecánicas similares a las de los pellets. Los sólidos pueden ser transportadosentre alimenta de procesamiento de esta invención por alimentadores de tornillo sinfín, elevadores, transportadores decinta, transportadores de tubos neumáticos y similares como apropiados para el material y para las consideracionesambientales. Como puede verse, el sistema se puede diseñar y configurar para producir un material de fertilizacióno un producto constituyente del suelo desde un recipiente de secado 200 (que puede ser cargado para uso directo),comida desde la unidad de molino 300 (que puede ser embolsado para un procesamiento posterior o para uso directo)o un producto granular, un producto en forma de pellet, o un producto encapsulado desde 415.

Un ejemplo del funcionamiento del sistema según esta invención se puede ver en la siguiente tabla. Este ejemploestá basado en el uso de un generador de turbina de gas de Rolls Royce Allison 501-KB5 (a 3,9 MW) y un secadormodelo AST 8424 de Scott Equipment Co. Que procesa el estiércol de ganado fresco en una explotación de pila dealimentación.

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Ejemplo de Sistema Dimensionado para 2,5 Toneladas Métricas/h Nominales de Producto Terminado

La figura 2 ilustra una configuración del sistema de esta invención en la forma de unidades montadas en vagón,montadas en camión o montadas de manera deslizante que pueden ser transportadas y accionadas en emplazamientosoperativos deseados agrícolas o municipales en los que la pila de alimentación de estiércol está disponible de maneradiaria o periódica. La primera unidad 700 comprende la turbina 101 de gas y el generador 102. La segunda unidad701 comprende la vasija 200 de secado y el separador 208. La vasija 200 de secado tiene una entrada 215 de la pilade alimentación de estiércol y está conectada al escape de la turbina de gas por medio del conector 105 cuando seencuentra estacionario y en funcionamiento. La tercera unidad 702 comprende el equipo de procesado deseado parauna operación particular, como el molino de bolas y el peletizador. La salida de producto es transportada por 501 aunidades de almacenamiento 500 o al camión 502 para transportarlo al mercado. El equipo opcional puede tambiénincluir unidades para ensacar y otro embalaje del producto final para los diversos mercados.

La figura 3 es una ilustración de las mismas unidades de la figura 2, pero situadas en el emplazamiento de operaciónen una configuración diferente. Resulta claro que las unidades portátiles montadas en camión de esta invención sonadaptables a una variedad de emplazamientos que pueden tener limitaciones en el espacio disponible.

La figura 4A es una vista en planta y la figura 4B es una vista en alzado de otra configuración portátil del sistema deesta invención en el que todas las unidades operativas están montadas en un camión 800a y 800b sencillo semitráiler.La salida de la unidad 100 de la turbina de gas está conectada al recipiente 200 de secado por un conector 105. Elrecipiente 200 de secado tiene una entrada 215 de pila de alimentación de estiércol y está conectada a un separador 208por un conducto 206. El separador 208 está conectado al separador 600 limpiador de vapor/aire por el conducto 209 yel separador 600 descarga a la atmósfera por la abertura 602. La salida inferior del separador 208 está conectada porel conducto 301 a una unidad 300 de molino de bolas. La salida de la unidad 300 de molino de bolas está conectadapor el conducto 312 a la unidad 400 de peletización, que está conectada a la unidad 415 de limpieza de producto por el

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conducto 414. La unidad de limpieza 415 tiene una salida 416 de producto. No mostrado en las figuras 2, 3 y 4 hay unrecinto opcional para cada unidad montada en camión o montada de manera deslizante para encerrar la unidad enterade cara a la protección frente al tiempo y para la atenuación de ruido.

La figura 5 es un diagrama de flujo de proceso esquemático de algunos de los sistemas opcionales de esta inven-ción. En una realización preferida de esta invención, los establos 900 de animales y los pozos 901 de estiércol estánencerrados y ventilados con aire fresco 902. El aire 903 de ventilación de los establos de animales se alimenta a laturbina 101 de gas como parte de la alimentación 904 de aire de combustión a través del filtro de aire 104. Los pozos901 de estiércol pueden estar dentro del mismo recinto del establo o pueden ser tanques contenedores independienteso lagunas que están encerrados de modo que todos los vapores emitidos por el estiércol pueden estar contenidos ypasados a la turbina 101 de gas junto con el aire 903 de ventilación del establo para la combustión con el combustible103 convencional, como el gas natural disponible localmente. Esto evita que los gases deletéreos o acres y de inverna-dero de los animales y el estiércol sean liberados a la atmósfera, incluyendo los biogases de cualquier bioconversiónque tiene lugar antes de que el estiércol pueda ser procesado en el sistema de esta invención. Esto no sólo permite laoportunidad de un uso comercial de esta invención para obtener créditos de calidad de aire para emisiones de gasesde invernadero reducidas, sino que también proporciona a las operaciones de alimentación de animales una manera deconvertirse en vecinos que puedan ser aceptados con áreas residenciales cercanas, porque todos los olores deletéreosy acres de los animales y el estiércol pueden ser contenidos dentro del sistema e incorporados al producto fertilizantefinal o convertidos en componentes que no son deletéreos o acres antes de descargarlos a la atmósfera. Como se indicóanteriormente, en el Informe DOE/EIA, el metano total emitido por una operación de alimentación de animales vivos,aproximadamente dos tercios es de fermentación entérica (gases animales) y aproximadamente un tercio es biogás dela bioconversión de estiércol. Por tanto, en operaciones de biogás convencionales que usan como combustible el meta-no de la bioconversión de estiércol, dos tercios del metano de la operación de alimentación de animales vivos se liberaa la atmósfera en los gases animales, mientras que sólo el tercio de bioconversión se guarda y se utiliza. Contrastandocon ello, el uso de este aspecto de esta invención no sólo evita la formación del metano en biogás debido a que estainvención evita sustancialmente la bioconversión y retiene todos los valores nutrientes del estiércol en el productofertilizante, sino que también contiene y utiliza la mayor parte o todo de los otros dos tercios de metano en los gasesanimales como combustible y convierte todos los otros gases deletéreos y acres de una operación de alimentación deanimales vivos a otros compuestos que son, o bien absorbidos o compuestos en el fertilizador o no son objetables parasu liberación a la atmósfera.

El generador 101/102 de turbina de gas produce potencia eléctrica 905, que puede ser o bien vendida a la compañía906 eléctrica local o bien distribuida por 907 para su uso en la operación de alimentación a animales o para lasunidades de procesado en los sistemas de esta invención. Algunas operaciones de alimentación a animales encontraránque el coste de encerrar un establo de animales abierto e instalar y hacer funcionar controles del ambiente de aireacondicionado y calefacción para contener y procesar todos los gases de efecto invernadero por 903 pueden ser, almenos, parcialmente, si no sustancialmente, compensados mediante el uso de electricidad 905 para el funcionamientodel sistema de control del ambiente. Por ejemplo, puede ser factible, o necesario en algunos casos debido a la normativagubernamental, cubrir un espacio de alimentación normalmente abierto o la operación de vaquería con carpas inflables,similares a las empleadas para pistas de tenis, para proporcionar sistemas económicos para contener y recoger todoslos gases animales de tal operación, de modo que esos gases puedan ser procesados por 903 de acuerdo con estainvención. El resultado económico de cada operación comercial, los costes de combustible, el precio de compra/preciode venta de la electricidad y el coste de capital del equipo determinarán si la electricidad se usa internamente en laoperación de alimentación de animales, se vende a la compañía eléctrica, se emplea en otras operaciones cercanas ocualquier combinación de ellas.

Los gases de escape de la turbina 101 de gas se hacen pasar al recipiente 200 de secado por una conexión 105que evita que el aire externo entre en el recipiente de secado. Como se describe aquí, el sistema se hace funcionar demodo que la oxidación de la pila de alimentación de estiércol en el recipiente 200 de secado y en cualquier otra partedel sistema se minimice y sea sustancialmente evitada. El recipiente 200 de secado también sirve como silenciadorpara la turbina de gas. Una derivación 908 opcional puede ser proporcionada de modo que los gases de escape puedanser enviados a un equipo aguas abajo, tal como separadores/condensadores 208, para silenciar la salida de turbinade gas cuando el recipiente de secado está fuera de línea y para limpiar los gases de escape antes de liberarlos en laatmósfera durante tal operación temporal. O bien los gases de escape de la derivación 908 pueden ser enviados a unintercambiador de calor para calentar agua, calentar los alojamientos de los animales u otros controles del ambienteo requerimientos de energía de proceso. Esta derivación elimina el coste de tener un silenciador independiente parasatisfacer las restricciones de ruido en la turbina de gas cuando el recipiente de secado está fuera de línea y proporcionaun diseño más compacto para unidades portátiles o montadas en camiones.

La pila de alimentación de estiércol 215 se alimenta al recipiente de secado 200 junto con los gases de escapede la conexión 105 y cualquier calor auxiliar proporcionado desde una fuente de calor 107 alterna o auxiliar. La pilade alimentación de estiércol preferiblemente viene directamente de los pozos de estiércol 901 de los establos 900de animales de modo que es fresco y tiene poco o nada de tiempo para la bioconversión. Otras fuentes 910 de pilade alimentación de estiércol pueden utilizarse o incluirse en el sistema, tales como cantidades apiladas de estiércolo estiércol de otras operaciones que es introducido para ser combinado o mezclado con el estiércol del establo deanimales inmediato. Como se describe aquí, otro residuo verde, materiales orgánicos, materiales inorgánicos o aditivospueden ser combinados con el estiércol para el procesado en el sistema de esta invención.

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La salida del recipiente 200 de secado se envía por 205 a los separadores/condensadores diseñados para separar lossólidos 912 para el procesado posterior aguas abajo, para condensar los vapores de agua como agua 913 recuperaday para limpiar los gases 914 descargados a la atmósfera. El agua recuperada puede usarse aguas abajo como aguade proceso, reciclada para su uso en la preparación o acondicionamiento de la pila de alimentación de estiércol,puede usarse para agua de animales vivos o para el riego de cultivos. La salida 912 de sólidos de las unidades 208del separador se procesa normalmente de manera adicional por medio de molido, peletización, granulado, ensacado,etc. Sin embargo, los sólidos 912 pueden usarse como productos intermedios para formar otros tipos de productos.Por ejemplo, pueden ser embalados para su uso de manera muy similar a material de turba, se puede transformar enbloques, rollos y otras formas para su uso para evitar la erosión de manera muy similar a como se usan los rollos depaja (pero teniendo mayor valor nutriente o constructor del suelo que la paja), puede emplearse solo o en combinacióncon otros materiales para que la incineración utilice el valor combustible del material, puede usarse en un sistema debioconversión para producir metano o un combustible de biogás, puede usarse como alimento para animales, o puedealmacenarse para cualquier uso deseado o para su posterior procesado en un momento posterior. De manera similar, lasalida 914 de comida/polvo de la operación de molido se procesa normalmente después por peletización, granulado,etc., pero puede ser usado como producto intermedio para formar otros tipos de productos, tal como suspensión paraaplicaciones de pulverización, cubrición hidratada de suelos, etc. Se prefiere el uso del producto final 915 comofertilizante, pero también es útil como se indica arriba para los productos intermedios.

En cada una de las operaciones aguas abajo, el vapor de agua puede ser recuperado y reciclado a los separa-dores/condensadores 208 para su nuevo uso. Como es claro, los sistemas de esta invención son adaptables a variasconfiguraciones y varios diseños dependiendo de las necesidades del proceso y las condiciones económicas de lasoperaciones particulares de alimentación de animales. Varios aspectos convencionales de reciclado y recuperación decalor, no mostrados en la figura 5, pueden diseñarse en las instalaciones comerciales de los sistemas de esta invenciónempleando técnicas de diseño de ingeniería de procesos ordinarias, incluyendo el reciclado 305 de productos finosmostrado en la figura 1, el uso de corriente 914 de gas/vapor para varias aplicaciones de recuperación de calor y pre-calentamiento, inserción de aglomerantes, aditivos y materiales de mezcla en diversos puntos deseados del sistema,enfriando el aire de combustión y/o el aire de ventilación del establo de animales, por ejemplo, pulverizando agua,para aumentar el rendimiento y la salida de potencia de las turbinas de gas, deshidratando las pilas de alimentaciónde estiércol con muy alto contenido de agua, etc. El producto 915 final peletizado, granulado o comprimido puede serensacado o transportado a granel para aplicaciones de uso final convencionales.

Como será claro para un experto en la materia, se pueden unir múltiples turbinas de gas, otros motores y/o quema-dores del mismo o diversos tipos y tamaños para alimentar múltiples recipientes de secado del mismo o diversos tiposy tamaños en una única instalación. Esto puede hacerse no sólo para proporcionar una capacidad de procesado de pilade alimentación mejorada, sino también para proporcionar flexibilidad de operación para procesar cargas de pilas dealimentación variables y para realizar el mantenimiento del equipo sin parar el funcionamiento.

Aunque se han ilustrado y descrito varias realizaciones de esta invención, éstas son sólo a modo de ilustración, ypueden hacerse varios cambios y modificaciones dentro de la intención de esta invención y dentro del alcance de lassiguientes reivindicaciones.

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REIVINDICACIONES

1. Un método de fabricación de un producto fertilizante a partir de material de alimentación de estiércol, quecomprende:

hacer funcionar un generador de turbina de gas para producir electricidad y gases de escape;

poner los gases de escape en contacto con el material de alimentación de estiércol con un contenido de humedadde, al menos, aproximadamente un 30% en peso, en una vasija de secado durante un tiempo de contacto suficientepara producir, sin oxidación significativa del material de alimentación de estiércol, un material fertilizante seco con uncontenido de humedad inferior a, aproximadamente, un 20% en peso; y

tratar y conformar el material fertilizante dándole forma de gránulos, bolas o perlas de producto fertilizante, ade-cuados para la aplicación de fertilizante seco usual en una operación de cultivo.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el material de alimentación de estiércol tiene uncontenido de humedad de, al menos, aproximadamente un 50% en peso.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el material fertilizante tiene un contenido de humedadinferior a, aproximadamente, un 15% en peso.

4. Aparato para trata material de alimentación de estiércol, que comprende:

una turbina de gas; y

una vasija de secado destinada a recibir los gases de escape de la turbina de gas a través de una conexión y destinadaa recibir material de alimentación de estiércol;

en el que la conexión entre la turbina de gas y la vasija de secado está destinada a impedir, sustancialmente, laentrada de aire en la vasija de secado.

5. Aparato de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la conexión entre la turbina y la vasija de secado estádestinada, además, a dirigir esencialmente el 100% del escape de la turbina de gas a la vasija de secado.

6. Aparato de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la vasija de secado está destinada a secar o tratar térmica-mente un material de alimentación de estiércol por contacto directo de los gases de escape y el material de alimentaciónde estiércol, para producir un material fertilizante o un material para regenerar el suelo.

7. Aparato de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende además una unidad de tratamiento destinada a recibirel material de la vasija de secado y a conformarlo dándole forma de gránulos, bolas o perlas.

8. Un material fertilizante o regenerador del suelo, que comprende un material de alimentación de estiércol tratadotérmicamente a suficiente temperatura, sin oxidación significativa y durante un período de tiempo suficiente paraproporcionar un material de estiércol auto-aglutinante, adecuado para darle forma de gránulos, bolas o perlas, adecuadapara una aplicación usual en seco en una operación de cultivo.

9. Un material fertilizante o regenerador del suelo de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende menos de,aproximadamente, un 15% en peso de humedad.

10. Un material fertilizante o regenerador del suelo de acuerdo con la reivindicación 9, conformado a modo degránulos, bolas o perlas.

11. Un sistema portátil para tratar material de alimentación de estiércol, para producir un producto fertilizante o unproducto regenerador del suelo, que comprende:

al menos una unidad secadora portátil destinada a secar un material de alimentación de estiércol para producir unmaterial fertilizante o regenerador del suelo; y

al menos una unidad de tratamiento, portátil, destinada a convertir el material fertilizante o regenerador del sueloprocedente de la unidad secadora, en un producto fertilizante o un producto regenerador del suelo con una formaadecuada para ser aplicado en la forma usual al suelo, en una operación de cultivo.

12. Un sistema portátil de acuerdo con la reivindicación 11, en el que la unidad secadora comprende una turbinade gas y una vasija de secado.

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13. Un sistema portátil de acuerdo con la reivindicación 12, en el que la turbina de gas y la vasija de secado estánconectados por una disposición destinada a hacer pasar los gases de escape de la turbina de gas a la vasija de secado,y destinada a impedir la entrada de aire en la vasija de secado.

14. Un sistema portátil de acuerdo con la reivindicación 13, que comprende:

una primera unidad montada sobre patines, que comprende una turbina de gas que incluye un generador destinadoa producir electricidad;

una segunda unidad montada sobre patines, que comprende la vasija de secado destinada a conectarse al generadorde la turbina de gas a fin de recibir los gases de escape de la turbina de gas y a impedir la entrada de aire en la vasijade secado; y

una tercera unidad montada sobre patines, que comprende la unidad de tratamiento.

15. Un sistema portátil de acuerdo con la reivindicación 14, cuyo sistema portátil está montado en un camión.

16. Aparato para tratar gases de origen animal, que comprende:

una turbina de gas que tiene una admisión de aire de combustión; y

un recinto para animales del que se evacua el aire de ventilación;

en el que la admisión del aire de combustión está destinada a recibir, al menos, parte del aire de ventilaciónevacuado del recinto.

17. Aparato de acuerdo con la reivindicación 16, en el que la admisión de aire de combustión está conectada conel recinto para animales mediante un conectador destinado a dirigir, al menos, parte del aire de ventilación evacuado ala admisión de aire de combustión.

18. Aparato de acuerdo con la reivindicación 17, en el que la turbina de gas comprende un generador de turbina degas.

19. Aparato de acuerdo con la reivindicación 18, en el que el escape de la turbina de gas está conectado con unavasija de secado destinada a recibir material de alimentación de estiércol.

20. Un método de fabricar un producto fertilizante o regenerado del suelo, que comprende:

producir gases de escape de combustión calientes a partir de una turbina de gas, un quemador de petróleo o de gaso un motor de movimiento en vaivén;

dirigir el aire de ventilación procedente de un recinto para animales a la admisión del aire de combustión de laturbina, quemador o motor; y

poner en contacto los gases de combustión calientes con un material de alimentación de estiércol.

21. Un método de acuerdo con la reivindicación 20, que comprende poner en contacto los gases de escape conel material de alimentación de estiércol en un sistema cerrado, destinado a impedir, sustancialmente, la oxidaciónsignificativa del material de alimentación de estiércol.

22. Un método para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a partir de una operación de bioconversiónde estiércol, residuos municipales o establos, que comprende:

confinar al menos la parte de la operación que genera los gases de efecto invernadero, con el fin de contener losgases;

dirigir al menos parte de los gases a una admisión de aire de combustión de una turbina de gas, un quemador depetróleo o de gas o un motor de movimiento en vaivén;

dirigir al menos parte de los gases de escape de la turbina, quemador o motor a una vasija de secado para secar otratar un material de alimentación de estiércol.

23. Un método de acuerdo con la reivindicación 22, en el que la operación confinada se realiza en un establo.

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24. Un método de fabricar un producto fertilizante o regenerador del suelo, que comprende:

producir gases de escape de combustión calientes a partir de una turbina de gas, un quemador de petróleo o de gaso un motor de movimiento en vaivén; y

poner en contacto los gases de escape de combustión calientes con un material de alimentación de estiércol paratratar térmicamente el material de alimentación a suficiente temperatura y durante un período de tiempo suficientepara proporcionar un material de estiércol auto-aglutinante, adecuado para darle la forma de gránulos, bolas o perlas,adecuada para la aplicación usual en seco en una operación de cultivo.

25. Un método de acuerdo con la reivindicación 24, que comprende poner en contacto los gases de escape conel material de alimentación de estiércol en un sistema cerrado, destinado a impedir sustancialmente una oxidaciónsignificativa del material de alimentación de estiércol.

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OFICINA ESPAÑOLA DEPATENTES Y MARCAS

ESPAÑA

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21© Nº de solicitud: 20075000322© Fecha de presentación de la solicitud: 18.07.2005

32© Fecha de prioridad: 23.02.2004

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TÉCNICA

51© Int. Cl.: F26B 23/00 (2006.01)C05F 3/00 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría 56© Documentos citados Reivindicacionesafectadas

Categoría de los documentos citadosX: de particular relevanciaY: de particular relevancia combinado con otro/s de la

misma categoríaA: refleja el estado de la técnica

O: referido a divulgación no escritaP: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación

de la solicitudE: documento anterior, pero publicado después de la fecha

de presentación de la solicitud

El presente informe ha sido realizado

�5 para todas las reivindicaciones � para las reivindicaciones nº:

Fecha de realización del informe Examinador Página

18.02.2010 B. López de Quintana Palacios 1/6

X ES 2162559 A1 (GUASCOR INVESTIGACION Y DESARR) 16.12.2001, 1-3,8-10,columna 1, líneas 46-59; columna 2, línea 57 - columna 3, 24,25línea 1; columna 4, línea 50 - columna 5, línea 21.

X DE 3513159 A1 (KLOECKNER HUMBOLDT DEUTZ AG) 16.10.1986, 4-7,11-15,todo el documento. 16-23

X JP 2004160269 A (ISHIKAWAJIMA HARIMA HEAVY IND; OGAWARA KAKOKI 4-7,11-15KK) 10.06.2004, figura 1 & Resumen de la base de datos EPODOC,Oficina Europea de Patentes, La Haya, NL;número de acceso JP-2002325652-A.

X JP 2002350059 A (PARCHITEC INC; CHUGOKU ELECTRIC POWER) 4-7,11-1504.12.2002, figuras & Resumen de la base de datos EPODOC,Oficina Europea de Patentes, La Haya, NL;número de acceso JP-2001193694-A.

X US 4263090 A (RIES) 21.04.1981, columna 1, línea 8 - columna 2, 1-3,8-10,línea 12; columna 6, líneas 3-33; columna 13, líneas 8-26. 24,25

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TÉCNICA Nº de solicitud: 200750003

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)

F26B, C05F

Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos debúsqueda utilizados)

INVENES, EPODOC, WPI

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OPINIÓN ESCRITA Nº de solicitud: 200750003

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 18.02.2010

Declaración

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Reivindicaciones 1-21,23,25 SÍReivindicaciones 22,24 NO

Actividad inventiva Reivindicaciones SÍ(Art. 8.1 LP 11/1986) Reivindicaciones 1-25 NO

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase deexamen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).

Base de la Opinión:

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como ha sido publicada.

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OPINIÓN ESCRITA Nº de solicitud: 200750003

1. Documentos considerados:

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la reali-zación de esta opinión.

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Documento Número Publicación o Identificación Fecha PublicaciónD01 ES 2162559 A1 16-12-2001

D02 DE 3513159 A1 16-10-1986

2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo,de patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

El documento D01 es el que se considera más próximo en el estado de la técnica al objeto técnico de la reivindicación 1. Dichodocumento divulga (las referencias entre paréntesis pertenecen a D01) un método de fabricación de un producto fertilizantea partir de material de alimentación de estiércol (ver columna 1, líneas 46-59), que comprende hacer funcionar unos motoresde combustión para producir electricidad y gases de escape (ver columna 2, líneas 57-60); poner en contacto los gases deescape con el material de alimentación de estiércol, en estado semi-líquido, en una vasija de secado durante un tiempo decontacto suficiente para producir un material seco con un contenido de humedad inferior al 20% en peso (ver columna 3, línea60 - columna 3, línea 1); y tratar y conformar el material fertilizante dándole forma de perlas de producto fertilizante (columna5, líneas 20, 21).

El método de la reivindicación 1 se diferencia del recogido en el documento D01 en que:

- los gases de escape provienen de una turbina de gas y no de motores de combustión. Pero cogenerar empleando gases deescape provenientes de una turbina de gas es una alternativa de diseño obvia para un experto en la materia;

- el documento D01 no especifica que el proceso de secado se produzca sin oxidación significativa del material de alimentaciónde estiércol. Sin embargo, esto es una variante del método que un experto en la materia consideraría en función de lascaracterísticas de la materia prima y del producto que se pretenda obtener.

Se concluye por tanto que el objeto de la reivindicación 1 carece de actividad inventiva (Art. 8 LP).

Las reivindicaciones dependientes 2 y 3 carecen de actividad inventiva (Art. 8 LP). Recogen variantes de diseño del métodode la reivindicación 1 que son evidentes para un experto en la materia.

El documento D02 es el que se considera más próximo en el estado de la técnica al objeto técnico de la reivindicaciónindependiente 4. Dicho documento divulga (ver figura de D01, las referencias entre paréntesis corresponden a dicha figura) unaparato apto para tratar material de alimentación de estiércol, que comprende una turbina de gas (5) y una vasija de secado (1)destinada a recibir los gases de escape de la turbina de gas a través de una conexión (4) y destinada a recibir materia primade material de desecho.

El aparato recogido en el documento D02 no menciona que la conexión entre la turbina de gas y la vasija de secado estéadaptada para excluir sustancialmente la introducción de aire en la vasija de secado. Pero esto es una variante de diseñodel aparato que un experto en la materia consideraría si así lo exigieran las características de las materias primas y de losproductos que se pretenden obtener. Se concluye por tanto que el objeto de la reivindicación 9 carece de actividad inventiva(Art. 8 LP).

Las reivindicaciones dependientes 5 a 7 carecen de actividad inventiva (Art. 8 LP). Son meras variantes de diseño que, o bienson conocidas por D02, o bien serían evidentes para un experto en la materia, pues no tienen un efecto sorprendente y elexperto se las plantearía según las circunstancias.

El documento D01 es el que se considera más próximo en el estado de la técnica al objeto técnico de la reivindicación 8.Dicho documento divulga un material fertilizante que comprende un material de alimentación de estiércol tratado térmicamentea suficiente temperatura, y durante un periodo de tiempo suficiente para proporcionar un material de estiércol auto-aglutinanteadecuado para darle forma de perlas (columna 4, línea 50 - columna 5, línea 21).

El documento D01 no menciona que el material de alimentación de estiércol no se oxide significativamente. Pero esto es unavariante de diseño que un experto en la materia consideraría en función de las características de la materia prima y del productoque se pretenda obtener. Se concluye por tanto que el objeto de la reivindicación 8 carece de actividad inventiva (Art. 8 LP).

OPINIÓN ESCRITA Nº de solicitud: 200750003

Hoja adicional

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Las reivindicaciones dependientes 9 y 10 carecen de actividad inventiva (Art. 8 LP). Recogen variantes de diseño del métodode la reivindicación 1 que son evidentes para un experto en la materia.

El documento D02 es el que se considera más próximo en el estado de la técnica al objeto técnico de las reivindicaciónindependiente 11, y de las dependientes 12 y 15. El que el sistema sea portátil no confiere actividad inventiva a dichas reivindi-caciones pues se trata de una variante de diseño que un experto en la materia consideraría según las circunstancias. Por tantolas reivindicaciones 11 a 15 carecen de actividad inventiva (Art. 8 LP).

El documento D02 es el que se considera más próximo en el estado de la técnica al objeto técnico de la reivindicaciónindependiente 16. Dicho documento divulga (las referencias entre paréntesis corresponden a la figura de D02) un aparato paratratar gases de emisión que comprende una turbina de gas (5) que tiene una admisión de aire para la combustión (13); y unainstalación de fabricación (1, 9) que tiene un aire (10) al que se da escape desde la instalación, en el que la admisión deaire para la combustión está adaptada para recibir al menos una parte del aire de ventilación al que se da escape desde lainstalación (14, 10).

Aunque en el documento D02 el aire al que se da escape desde la instalación no es un aire de ventilación de un recinto paraanimales, no se considera que esta diferencia confiera actividad inventiva a la reivindicación 16. Es obvio para un experto enla materia que el aparato para procesar gases de emisión del documento D02 es apto para procesar cualquier tipo de gasesde emisión, incluidos los de ventilación de un recinto para animales. Se concluye por tanto que la reivindicación 16 carece deactividad inventiva (Art. 8 LP).

Las reivindicaciones dependientes 17 a 19 carecen de actividad inventiva (Art. 8 LP). Comprenden características de diseñoque, o bien son conocidas por el documento D02, o bien serían evidentes para un experto en la materia a la vista del documentoD02.

El documento D02 es el que se considera más próximo en el estado de la técnica al objeto técnico de la reivindicaciónindependiente 20. Dicho documento divulga (ver, de D02, columna 3, líneas 18-59) un método de fabricación de un productoque comprende: producir gases de escape calientes a partir de una turbina de gas; dirigir aire de escape de una instalación defabricación a la admisión de aire para la combustión de la turbina; y poner en contacto los gases de escape de la combustióncalientes con materia prima de material de desecho.

Aunque en el documento D02 el aire al que se da escape desde la instalación no es un aire de ventilación de un recintopara animales, ni el material de desecho es estiércol, no se considera que estas diferencias confieran actividad inventiva a lareivindicación 20. Son aplicaciones particulares del método de fabricación de D02 que son evidentes para un experto en lamateria. Se concluye por tanto que la reivindicación 20 carece de actividad inventiva (Art. 8 LP).

La reivindicación 21, dependiente de la 20, carece de actividad inventiva (Art. 8 LP). Recoge una variante de diseño evidentepara un experto en la materia.

El documento D02 es el que se considera más próximo en el estado de la técnica al objeto técnico de la reivindicaciónindependiente 22. Dicho documento divulga (ver, de D02, columna 3, líneas 18-59) un método para reducir la liberación a laatmósfera de gases de emisión a partir de una operación de secado de residuos municipales que comprende confinar al menosla parte de la operación que produce gases de emisión, con el fin de contener los gases; dirigir al menos parte de los gases auna admisión de aire de combustión de una turbina de gas, un quemador de aceite o de gas, o un motor alternativo; dirigir almenos una parte de los gases de escape desde la turbina; dirigir al menos parte de los gases de escape de la turbina a unavasija de secado para secar o tratar una materia prima de residuos municipales.

Por tanto, el documento D02 comprende todos los elementos de la reivindicación 22. Se concluye que la reivindicación 22 tienefalta de novedad (Art. 6 LP).

La reivindicación 23, dependiente de la 22, carece de actividad inventiva (Art. 8 LP). Es una aplicación particular del métodode fabricación de D02 evidente para un experto en la materia.

OPINIÓN ESCRITA Nº de solicitud: 200750003

Hoja adicional

Informe sobre el Estado de la Técnica (Opinión escrita hoja adicional) Página 6/6

El documento D01 es el que se considera más próximo en el estado de la técnica al objeto técnico de la reivindicaciónindependiente 24. Dicho documento divulga (ver, de D01, columna 4, línea 50 - columna 5, línea 21) un método para fabricar unproducto fertilizante que comprende producir gases de combustión calientes a partir de motores de combustión interna; poneren contacto los gases de escape de combustión calientes con un material de alimentación de estiércol tratado térmicamentea suficiente temperatura, y durante un periodo de tiempo suficiente para proporcionar un material de estiércol auto-aglutinanteadecuado para darle forma de perlas (columna 4, línea 50 - columna 5, línea 21).

Por tanto, el documento D01 comprende todos los elementos de la reivindicación 24. Se concluye que la reivindicación 24 tienefalta de novedad (Art. 6 LP).

La reivindicación 25, dependiente de la 24, carece de actividad inventiva (Art. 8 LP). Es una variante de diseño obvia para unexperto en la materia.