[0001] 本
发明涉及具有最小环境影响的农业工业方法(农产工业方法，agro-industrial process)，尤其涉及这样的方法，其允许工业上栽培和加工蔬菜(
植物)和菌类植物(蘑菇)，从而减少环境影响。
[0002] 农业工业方法(农产工业方法)通常提供一系列的具有农业特性(更具体的农艺特性)的步骤，其中在已经确定适于栽培的
土壤后，可以继续其准备(制备)、
发酵、
播种、任何
农药的散布以及
收获如此栽培的蔬菜和/或菌类植物。
[0003] 然后可以将如此栽培的蔬菜和/或菌类植物转移到工业单元中，在该工业单元中蔬菜和/或菌类植物将经受适于将其转
化成为具体成品的过程。
[0004] 这样的过程提供了废物(其不可食用或只有有限的兴趣或与待提供成品的具体特性不相容)的消除，任何洗涤，任何
热处理(如烹饪，甚至只是部分的、深度冻结等)和
包装。
[0005] 明显的是，相较于处理蔬菜和/或菌类植物的机器的能耗，这样的活动具有相当大的环境影响，并且同样明显的是，为了它们的处置，必须适当地分离废弃部分(废品)。
[0006] 本发明的目标是通过设计一种适用于使工业废物最小化而具有最小环境影响的农业工业方法(农产工业方法，agro-industrial process)来解决上述问题。
[0007] 在此目标范围内，本发明的一个目的是设计一种具有最小环境影响的农业工业方法(农产工业方法)以便提高蔬菜(植物)和/或菌类植物(蘑菇)废物的价值。
[0008] 本发明的另一目的是提供一种适于获得最佳
能量平衡的具有最小环境影响的农业工业方法(农产工业方法)。
[0009] 本发明的又一目的是提供一种具有低成本、在实践中提供相对简单的且在应用中安全的具有最小环境影响的农业工业方法(农产工业方法)。
[0010] 在下文中将变得更为显见的该目标、以及这些和其它目的是通过一种具有最小环境影响类型的农业工业方法(农产工业方法)来实现的，该方法包括培育蔬菜(植物)和/或菌类植物(蘑菇)产品的步骤，收获所述产品的步骤，至少一个热-机械处理(thermo-mechanical treatment)所述产品以便获得中间产品的步骤，以及包装最后阶段的所述中间产品的步骤，其特征在于：
[0011] –所述热-机械处理步骤提供用于从所述产品中去除不必要部分的机械过程以便限定废物；
[0012] –从中间产品中分离仅由植物性物质(蔬菜物质，vegetable substances)构成的所述废物，其旨在用于后续处理步骤和包装步骤，以及送入
生物气生产单元；
[0013] –在蔬菜产品栽培的新步骤中，由所述生物气生产单元的废物构成的消化产物(
沼渣，digestate)用作各自栽培土壤的
肥料，该生物气生产单元提供
厌氧消化，厌氧消化由以下构成：借助于
微生物，复杂有机物质，如脂质、
蛋白质、糖的分解，以及包含在其中的
碳和氢的再结合(重组，recombination)以形成甲烷和二氧化碳。
[0014] 依据根据本发明的具有最小环境影响的农业工业方法(农产工业方法)的优选但非排他实施方式的描述，本发明的进一步特征和优点将会变得更加明显。
[0015] 根据本发明的具有最小环境影响类型的农业工业方法(农产工业方法)是生产方面的一部分，该方法包括培育蔬菜(植物)和/或菌类植物(蘑菇)产品的步骤，收获产品的步骤，至少一个热-机械处理产品的步骤以便获得中间产品，以及包装最后阶段的中间产品的步骤。
[0016] 根据本发明，因此有必要在工业设施中提供至少一个储藏区域，用于来自栽培场(栽植田，cultivation field)的蔬菜：尤其是，在优选位于距离其中设施所处的
建筑物的显著短距离的栽培场中收获蔬菜，以使收获和处理之间流逝的时间最小化。
[0017] 上述设施进一步包括至少一个
工作台(工作站，station)，用于洗涤蔬菜，其目的在于消除土壤或其它物质的任何残留物以及可能在收获期间已积累的物料；还存在至少一个工作台(工作站)，用于蔬菜的机械处理：措辞“机械处理”被理解为是指：任何低利益或无利益部分的切割(或普通去除)，来自荚果、
果皮等的蔬菜的可食部分的任何提取，以及提供对于蔬菜的直接机械干预的更普通的所有活动。
[0018] 用于所述蔬菜的热处理的至少一个工作台的存在也是必要的：借助于已知类型的任何一种工艺(通过使用热炉、烹饪烤盘、炊具、煎炸机等)，这些蔬菜可以经受部分或全部烹饪以及经受在特定的深度冷冻单元内的深度冻结。
[0019] 然后可以将经受热处理的中间产品送至至少一个各自的包装台，在包装台中可以将其插入各自的包装中。
[0020] 包装可以包括简单放置在容器中；虽然这不是本发明的优先关注内容，但不排除采用包装单元，其在
真空中和/或在改变的气氛中操作，从而促进包装产品的更长有效期(尤其参照在无菌气氛和环境中包装的产品，通常因此不需要深度冷冻)。
[0021] 在根据本发明的方法中，如前所描述的，热-机械处理的步骤提供至少一个机械过程，用于从产品中去除不必要的部分，以便形成废物(通过非限制性实例的方式已在前面部分列出了废品)。
[0022] 从中间产品中分离由此获得的废物，其旨在用于后续过程，该后续过程将导致特定包装食品的供应以及送至生物气生产单元。
[0023] 生物气生产单元包括
发酵罐，用于收集因发酵结果而产生的气态物质的岐管，以及热电联供单元(cogenerator)。
[0024] 热电联供单元由
内燃机(其燃烧产生的生物气的可燃部分)和由机电型发
电机(electromechanical generator)构成：来自燃烧的
热能被进一步收集并向特定的用户单元输送。
[0025] 指明的是，在许多情况下，如果它被保持在特定的
温度下，则发酵罐会确保较高的生化转化效率：为此原因，不排除使用预定分数的热能以加热发酵罐。
[0026] 生物气生产单元提供厌氧消化，其由以下构成：借助于微生物，复杂有机物质，如脂质、蛋白质、糖的分解，以及包含在其中的碳和氢的再结合(重组)以形成甲烷和二氧化碳。
[0027] 作为这种生化过程的结果，确定了处理废物，其将构成所谓的消化产物(沼渣)(已经经历了生化过程并因此已达到预定的稳定
水平的物质)。
[0028] 根据此方法，在蔬菜产品的栽培新步骤中，消化产物用作各自栽培土壤的肥料。
[0029] 在实践中，可以将消化产物至少部分地散布在旨在用于特定的未来栽培的田野上，从而确定根据本发明的方法的
迭代(重复，iteration)。
[0030] 以这种方式，要指出，根据本发明的方法是特别有效
力的，因为该方法允许形成包装食品，主要由以下构成：蔬菜(植物)和/或菌类植物(蘑菇)、预定量的能量(以借助于生物气的可燃组分的燃烧所获得的热能和
电能的形式)和预定量的农业
土壤改良剂(amendment)和/或肥料。因此，相对于通常由已知类型的农业工业方法产生的影响，根据本发明的方法使得环境影响最小化。
[0031] 认为有用的具体说明是，生物气生产单元包括发酵罐，其专
门用于容纳农业来源的特定处理废物和
净化污泥。
[0032] 农业来源的处理废物尤其是由经受机械处理以获得中间产品的产品废物构成；净化污泥是出现在同一地点的处理系统中的在工业转化过程中使用的水的处理步骤期间生成的。
[0033] 处理污泥包含液体部分(其构成处理污泥的大部分)和固体部分。
[0034] 在实践中及应用中，根据确实关注的建设性解决办法，生物气生产单元的发酵罐容纳以下混合物，该混合物由以下构成：以百分比计60％至80％之间(优选约70％)包含的污泥、以百分比计5％至10％之间(优选约7％)包含的待处理的产品废物、以百分比计20％至30％之间(优选约23％)包含的玉米(谷物，corn)和小黑麦(triticale)。
[0035] 还可以通过与之前的发酵周期有关的消化产物的液体部分来整合污泥。
[0036] 玉米(谷物)优选以切碎材料的形式而存在，并且选自最适合用于此目的的品种。
[0037] 术语“小黑麦(triticale)”被理解为是指在黑麦(rye)和硬质小麦(durum wheat)之间的人工杂种或小麦属(Triticum genus)的其它品种。不排除将
青贮饲料(silage)添加到上述材料中，青贮饲料是饲料保存方法(秣草保藏法(ensilage))的产物，是通过借助于厌氧微生物
酸化蔬菜团
块(植物团块，vegetable mass)而提供，以防止改变(异化，alter)和潜在有毒微生物在蔬菜团块内增殖、产生其消耗(营养价值的损失)和通常不健康物质的生成。
[0038] 应该指出的是，根据本发明，消化产物包含液相和固相。
[0039] 液相包含
氨型氮、N-NH4、
磷酸、H3PO4、磷离子和盐、
钾离子和盐、
钙离子和盐、镁离子和盐、
硫酸盐和微量元素，同时固相包含作为主要元素的氨型氮，其具有农业
土壤改良剂功能。
[0040] 还应说明的是，消化产物由以下构成：以百分比包含8％至15％之间的固相和以百分比包含85％至92％之间的液相：更具体地，消化产物包含：通过指示的方式，由固相构成的约10％(的量)，其可以有效地用作栽培土壤中的土壤改良剂(amendment)，通过举例的方式，由液相构成的约90％(的量)，其被部分地(大约40％)重新引入生物气生产单元的发酵罐中并借助于离心机或带压机(带式
压滤机，belt press)用以处理剩余部分(通过举例方式的50％)，以被转化成所谓的澄清部分，其收集在净化设备(purification plant)的氧化罐中。
[0041] 按照根据本发明方法的特定实施方式，将部分的液相(由其构成消化产物)直接返回到生物气生产单元的发酵罐中以再次参与生化转化，与净化污泥混合。
[0042] 依据根据本发明方法的进一步实施方式，可以将液相作为肥料储存或散布在田野上，可选地在使它经受至少一个以下过程以后：该过程选自稳定、反
硝化作用(脱氮作用)等(过程，对于特定作物和/或对于具有特定
土壤学和/或化学物理特性的土壤，其可能有助于改善其作为土壤改良剂的作用)。
[0043] 具体参照本发明的实施方式，其是特别有效的并适合于关切和尊重环境的消化产物的开发，固相被储存(用于未来直接使用和/或与其它物质混合)或作为肥料撒布在田地上。
[0044] 根据本发明的特定实施方式，其目的在于使作物和释放到环境中的农药的含量的环境影响最小化，蔬菜产品(植物产品，vegetable product)和/或菌类植物(蘑菇，mushroom)的栽培步骤包括
[0045] –对用于作物的土壤实施
预防性的化学、物理和土壤学分析，以便至少部分地确定土壤的组成、湿度和温度，以及以便查验(verify)不存在病原体、感染生物体和污染物；
[0046] –在天然
种子和菌丝体中选择最适合于先前确定的土壤参数的非转基因的天然种子和菌丝体；
[0047] –对在播种以后生长的栽培蔬菜、菌类植物实施迭代周期检查，以便检测它们的病变和/或感染；
[0048] –通过使用活性成分实施至少一次
植物保护(防治，protection)处理，该活性成分选自
杀虫剂、
除草剂、
杀螨剂、杀粘菌剂和杀
真菌剂；
[0049] –接近收获期，实施栽培蔬菜、菌类植物的迭代周期抽查，以便测量用于植物保护的活性成分的残留浓度；
[0050] –在检测到用于植物保护的活性成分的残留浓度低于预定
阈值以后，收获栽培蔬菜、菌类植物。
[0051] 有必要指出的是，生物气生成单元包括用于因发酵结果而产生的气态物质的收集
歧管以及用于分离所述气态物质的选择装置。
[0052] 这样的气态物质包含50％-70％甲烷、二氧化碳、水蒸气、
硫化氢和少量其它气态物质。
[0053] 要详细说明的是，通过采用根据本发明的方法所产生的生物气具有近似于(量级为，on the order of)23,000kJ/Nm3的热值。
[0054] 适合于实施根据本发明方法的生物气生产单元包括用于通过使用植物废物(蔬菜废物，vegetable waste)和设施的净化设备的污泥而产生生物气的厌氧消化系统，其中在设施的净化设备内发生蔬菜和/或菌类植物的加工。
[0055] 适合用于具有在农业食物部门(农产品部门，agroalimentary sector)中非常普遍的尺寸和特性的设施的单元可以具有1MW的额定功率。
[0056] 生产和利用生物气的设备可以示意性示出为由两个主要部分构成：
[0057] –发酵罐，在其中发生厌氧消化过程并在其中释放甲烷；
[0058] –热电联供单元(cogenerator)，其使用生成的甲烷以产生电力和
蒸汽。
[0059] 生物气生产单元使用
生物质，该术语理解为是指生物学来源的以非化石形式的所有物质：源自农业和森林的材料和残留物、农耕产业(agroalimentary industry)的次级产品和废物、
畜牧业废水、市政废物的有机部分、净化污泥、藻类和用于有机污泥净化的许多蔬菜(植物)物种。
[0060] 根据本发明的方法提供用于农业来源的加工废物和来自净化系统的净化污泥的专门应用，其专门处理由用于农产品的转化过程所产生的废水。
[0061] 由于净化设备处理在工业转化过程中使用的废水，因此不排除在相应的污泥中例如在用于生产的配方之一中所使用成分的残留物的存在。
[0062] 这样的物质在水中溶解的程度在任何情况下都是最小百分比，因此即使它们被引入到发酵罐中，它们也对该过程没有影响并且不能改变各组分的指示百分比。
[0063] 明显地，在生物气内甲烷的百分比是不同的，其取决于待消化的有机物质的类型并取决于过程条件。
[0064] 在发酵过程结束时，已经存在于原材料中的主要
营养元素(氮、磷、钾)在流出物中保存完好，从而促进有机氮的矿化；尤其是，消化产物是优异的肥料，在该肥料中氮具有可以直接被植物同化的形式。
[0065] 消化池(消化器，digester)的下游，可以机械地分离消化产物(即，在厌氧消化中加以处理的材料)，从而保留固体部分(8-15％，优选大约10％)并具有高
施肥价值，其可以进一步加以干燥和堆肥，以及液体部分(85-92％)，其被稳定并准备好实施另外的处理(
反硝化作用)或者准备好用于重新引入发酵罐中和/或临时储存。
[0066] 消化产物的使用是有机特性与栽培植物的矿物质营养的一种整合以及对保持土壤的农艺肥力的贡献。此外，它们用来代替化肥会改善环境和能量平衡并且成本节省可以达到€100/公顷。
[0067] 根据本发明方法的具体应用使得，仅消化产物的固体部分用作田野上的土壤改良剂。液体部分反而被重新引入消化池中以改善/稳定厌氧过程。
[0068] 为了说明根据本发明的方法位于其中的上下文，列出了可实施的生产流程的一些实例的各步骤。
[0069] 自然中间产品(冷冻豌豆)的生产
[0070] –新鲜蔬菜(植物)送料
[0071] –振动、通
风和石头清除(同时生成用于生物气单元的发酵罐的植物废物(蔬菜废物))
[0072] –荚果分离(豆荚分离，Pod separation)
[0073] –洗涤
[0074] –焦化(Scorching)
[0075] –冷却
[0076] –拣选(选择)(同时生成用于生物气单元的发酵罐的植物废物(蔬菜废物)[0077] –深度冷冻
[0078] –
通风(同时生成用于生物气单元的发酵罐的植物废物(蔬菜废物))[0079] –借助于
振动筛筛选(以限定粒径(口径，caliber))
[0080] –填充包装和重量检验
[0081] –存储在处于-18℃的小室中
[0082] 烤制的中间产品(烤茄子)的生产
[0083] –新鲜蔬菜(植物)送料
[0084] –洗涤/石头清除
[0085] –去梢(同时生成用于生物气单元的发酵罐的蔬菜切断物(植物切断物，vegetable cutting))
[0086] –切割(同时生成用于生物气单元的发酵罐的蔬菜切断物(植物切断物))[0087] –振动(同时生成用于生物气单元的发酵罐的植物废物(蔬菜废物))[0088] –拣选(同时生成用于生物气单元的发酵罐的植物废物(蔬菜废物))[0089] –可选加油
[0091] –冷却
[0092] –深度冷冻
[0093] –借助于金属检测器检查
[0094] –填充包装和重量检验
[0095] –存储在处于-18℃下的小室中
[0096] 有利地，本发明设计了适合于使工业废物最小化而具有最小环境影响的农业工业方法(农产工业方法)，解决了前面所描述的问题。
[0097] 农产品的废物事实上用来为生物气生产单元供料，所述生物气随后用来为允许提供电力和热能的热电联供单元供料。
[0098] 此外，离开生物气生产单元的消化产物可以(以其液体部分和以其固体部分二者)用作农业土壤改良剂，以及更常见地作为肥料。
[0099] 有效地，因此具有最小环境影响的农业工业方法使得提高蔬菜(植物)和/或菌类植物的废物的价值，对于处理此过程的行业而言，其否则将是待处置的废物(根据目前对于此类事务适用的法定规定)。
[0100] 便利地，根据本发明的农业工业方法适合获得更好的能量平衡。对于实施根据本发明方法的任何人，通过
能源生产的方式能量平衡(消耗的能量相对于产生的能量)是有利的，能源生产是通过由内部产生的生物气供给的热电联供单元所提供。
[0101] 积极地，根据本发明的农业工业方法，一旦开始，伴随低成本是可持续的并以相对简单的方式，并且由于这些原因在应用中是安全的。
[0102] 以下事实：通过根据本发明的方法所产生的消化产物带来更低的环境影响(相对于不实施根据本发明的方法可以获自不同植物的其它类型的消化产物)，是特别有利的：通过应用根据本发明的方法所获得的消化产物事实上并没有污染，因为它获自植物性物质(蔬菜物质)的消化并且没有污泥污染；相对于动物来源的消化产物或
粪肥(manure)，这种消化产物具有更少的异味产生问题；通过应用根据本发明的方法所获得的消化产物构成低氮含量且远低于法定限制(2％)的有机土壤改良剂，其允许它甚至用于
硝酸盐易感土壤；此外，在其中获得的消化产物不包含PAH(多环芳
烃)并且可以含有监测量的重金属(Cd、Hg、Pb...)且在任何情况下都远低于法定限制。
[0103] 通过应用根据本发明方法的方式所获得的消化产物包含在105℃下近似于(量级为)12％-23％的干残留物(例示性实验测试已表明，典型的可检测值是17.1％，其中5.5％由有机碳构成，0.8％由氮构成，以及93.7％由其它元素构成)。
[0104] 如此构思的本发明可以有许多
修改和变化，所有这些都在所附
权利要求的范围内：所有细节可能会进一步被其它技术上等同的要素所替代。
[0105] 在所示实施方式的实例中，单个特征，相比于具体实例给出的，实际上可以与在实施方式的其它实例中存在的其它不同特征互换。
[0106] 在实践中，所使用的材料以及尺寸可以根据要求和
现有技术状况而定。
