Le processus de fabrication du fumier en bouchons et en engrais liquides organiques

L'agriculture moderne, notamment le semis direct, nécessite des solutions de fertilisation innovantes et performantes. L'apport d'azote en début de cycle de la plantule est crucial pour un bon démarrage, et les engrais organiques se présentent comme une alternative prometteuse. Cependant, leur utilisation, en particulier sous forme de bouchons ou en localisation près des graines, peut engendrer des défis inattendus. Parallèlement, l'industrie de la fabrication d'engrais organiques liquides offre des perspectives pour valoriser des déchets et produire des fertilisants de haute qualité. Cet article explore les processus de fabrication du fumier en bouchons et en engrais liquides, tout en examinant les avantages, les inconvénients et les précautions nécessaires à leur utilisation.

Le fumier en bouchons : une solution organique aux avantages et risques inattendus

Le fumier en bouchons représente une forme d'engrais organique populaire, notamment aux Pays-Bas. Thierry STOKKERMANS, un professionnel aguerri ayant travaillé en Espagne, Nouvelle-Zélande et Australie avant de s'établir aux Pays-Bas, a expérimenté son utilisation en semis direct. L'objectif principal de cette approche est de fournir un "petit déjeuner" azoté à la plantule, compensant ainsi le blocage d'azote dû aux jeunes résidus végétaux en décomposition à la surface du sol. Ces résidus mobilisent et bloquent une grande quantité d'azote, rendant l'élément rare dans l'horizon superficiel, situation que la fertilisation localisée est censée corriger.

Composition et propriétés du bouchon de fientes de poulets

Aux Pays-Bas, le bouchon de fientes de poulets est un engrais organique largement disponible et attractif de par son prix. Sa composition typique en NPK est de 4-3-3, et son rapport C/N est généralement supérieur à 10. Avec une tonne par hectare de ce produit, l'apport azoté est de 40 unités. Cet engrais est considéré comme "doux" en raison de sa libération progressive d'azote, ce qui est un avantage par rapport aux engrais azotés de synthèse qui peuvent brûler le germe si localisés trop près de la graine.

Un cas pratique et ses enseignements

Thierry STOKKERMANS a décidé de solder tout l'engrais au semis lors d'un semis direct de tournesol le mardi 17 mai, en localisant l'engrais organique auprès de la graine. Cependant, les jours qui ont suivi, le sud des Pays-Bas a connu un épisode de "pluie, mare et canard", entraînant des flaques d'eau persistantes sur la parcelle pendant plusieurs semaines. La levée du tournesol s'est avérée mauvaise, avec une partie des pertes directement liée à l'excès d'eau. Toutefois, des zones où l'eau a stagné moins longtemps, voire pas du tout, ont également présenté des pertes inexpliquées. La semence était traitée et il n'y avait pas de traces de prédateurs.

Un essai a été mis en place sur quelques mètres carrés pour vérifier l'hypothèse d'un effet négatif de l'engrais. Cet essai comportait deux traitements : un témoin sans engrais et un traitement avec l'engrais "doux" à la dose de 1000 kg/ha. Comme dans la première parcelle, le tournesol a été semé à 75 cm d'inter-rang, avec 5,5 graines par mètre linéaire et 75 g d'engrais. La conclusion a été sans appel : les bouchons de fientes de poulet ont eu un effet négatif sur la levée, le traitement "avec engrais" ayant presque perdu 100% des graines.

Les causes possibles de l'effet négatif

L'excès de bouchons de fientes de poulet localisés dans le sillon a un effet négatif sur la levée du tournesol. La question demeure de savoir quel élément ou quelle partie de l'engrais organique a eu cet effet négatif sur la semence ou la plantule. L'azote peut brûler un germe, mais la décomposition de la matière organique peut aussi attaquer et tuer un germe. Ce dernier phénomène est connu de certains "SDistes" (pratiquants du semis direct) utilisant des semoirs à disques. Lorsque le phénomène de "hairpinning" se produit (accumulation de résidus végétaux dans le sillon de semis) et est suivi de pluie, la décomposition des végétaux libère un jus acide qui attaque les germes. Une attaque sévère peut tuer les germes. Au même titre que les résidus de surface, le bouchon de fiente de poulet est une matière organique fraîche, et il est possible que sa décomposition libère suffisamment de jus acide pour venir à bout des germes de tournesol.

Il est intéressant de noter que du maïs semé dans les mêmes conditions (même semoir, même engrais, même réglage et même terroir) a paradoxalement montré plus de 90% de plantes levées, ce qui suggère une sensibilité spécifique du tournesol à ce type de fertilisation localisée.

La fabrication d'engrais organiques liquides : un processus complexe et prometteur

Le processus de production d'engrais organique liquide offre une voie pour valoriser une grande variété de matières organiques et répondre à une demande croissante d'engrais biologiques. En Chine, des fabricants spécialisés proposent des lignes de production d'engrais organiques liquides avec des capacités allant de 1 m³/heure à 20 m³/heure.

Industries utilisatrices du procédé de préparation d'engrais liquide organique

Le marché d'application de la ligne de production d'engrais organiques liquides est très large. De nombreuses industries peuvent bénéficier de ce processus, notamment :

• Projets de biogaz : La fermentation des déchets organiques (agricoles, fumier de bétail) génère des résidus et du fluide de biogaz. En raison des réglementations environnementales interdisant le rejet de ces déchets, la fabrication d'engrais organique liquide à partir de sous-produits comme le bouillon de fermentation est une solution viable.
• Élevage de bétail et de volaille : L'élevage produit quotidiennement de grandes quantités de fumier (poulet, cochon, bouse de vache). Les lignes de fabrication d'engrais organiques peuvent convertir ce fumier en engrais organiques de haute qualité, répondant aux besoins des usines agricoles et d'engrais à petite, moyenne ou grande échelle.
• Industrie papetière : Les déchets de pulpe, les boues ou les fibres de bois générés peuvent être utilisés comme matières premières d'engrais liquides organiques.
• Production de glutamate monosodique (MSG) : Cette industrie produit des déchets liquides et des résidus riches en matière organique et en minéraux, tels que des solutions salines, une petite quantité de glutamate et des produits microbiens solubles (SMS).
• Transformation des aliments et usines pharmaceutiques : Ces secteurs génèrent de grandes quantités de résidus (écorces de fruits, résidus de légumes, résidus d'herbes chinoises, eaux usées). La personnalisation de plans de production d'engrais permet de résoudre les difficultés d'élimination de ces déchets organiques industriels.

Matières premières pour la production d'engrais organiques liquides

La production d'engrais organiques liquides utilise une combinaison de matières premières principales et de matières auxiliaires essentielles.

Principales matières premières

La matière première la plus importante pour la fermentation des engrais liquides hydrosolubles est l'eau (liquide brut). Il est crucial d'utiliser de l'eau de puits profonde ou de l'eau purifiée, et non de l'eau du robinet. D'autres matières premières peuvent inclure la farine d'os, la farine de poisson, le sang animal, et les restes d'abattoir.

Matériaux auxiliaires du traitement des engrais organiques liquides

Pour améliorer la qualité et la compétitivité de l'engrais liquide, divers matériaux auxiliaires sont ajoutés.

• Ajout d'éléments nutritifs : Pour enrichir l'engrais, des macronutriments essentiels comme l'azote, le phosphore et le potassium peuvent être ajoutés. Les nutriments secondaires comprennent le calcium, le magnésium et le soufre. Des micronutriments tels que le cuivre, le zinc et le fer peuvent également être incorporés. Pour des formulations spécifiques, de la poudre d'urée, du phosphate monoammonique (MAP), du nitrate de potassium et de l'humate de potassium peuvent être ajoutés pendant le processus de fabrication.

• Ajout d'agents microbiens : Les agents microbiens sont cruciaux pour la fermentation. Les agents courants incluent des bacilles composés, la levure, l'acide lactique et d'autres préparations enzymatiques composées. Des exemples spécifiques de bacilles comprennent le Bacillus subtilis, le Bacillus licheniformis, le Bacillus megaterium, le Bacillus gelatinosus ou le Bacillus amyloliquefaciens. Ces probiotiques nécessitent des supports de culture riches en protéines, énergie et oligo-éléments pendant la fermentation, comme la mélasse, le glucose ou la cassonade. La mélasse est souvent préférée en raison de son coût inférieur. Un kilogramme de souches peut fermenter entre 500 et 1000 kilogrammes d'engrais liquide.

• Ajout d'additifs fonctionnels : Les additifs fonctionnels sont essentiels, surtout pour la production d'engrais liquides en suspension. Ces engrais peuvent atteindre une teneur en éléments nutritifs de 35-45%, comparable aux engrais composés granulaires courants. Les agents suspensifs, tels que l'attapulgite, l'argile sépiolite, la bentonite et la gomme xanthane, sont indispensables. La CMC (carboxyméthylcellulose) ou le PAM (polyacrylamide) sont également utilisés pour faciliter la dispersion uniforme des particules solides et donner au liquide une texture gélatineuse à haute viscosité.

Comment fabriquer un engrais liquide organique de haute qualité

La fabrication d'un engrais organique liquide de haute qualité suit plusieurs étapes clés.

1. Collecte et prétraitement des matières premières : La première étape consiste à collecter des matières premières biologiques, comme le fumier de bétail et d'autres déchets organiques à forte humidité. Un prétraitement est nécessaire, incluant la séparation solide-liquide, le broyage et le mélange, suivi d'une filtration et d'une désinfection des liquides. Si des matières organiques ou des eaux usées proviennent de sa propre ferme ou usine, c'est au producteur de choisir. Pour l'achat d'agents microbiens en poudre (Bacille), le coût est d'environ 15 à 50 dollars par kilogramme pour la production industrielle et commerciale de bioengrais liquides. Si l'engrais liquide est fabriqué à partir de farine de soja, de tourteau de colza, de tourteau d'arachide, de protéines animales, etc., il faut broyer les matières premières avec des broyeurs appropriés.

2. Déshydratation et extraction : Une machine de déshydratation peut séparer les déchets d'origine, comme le fumier de bétail et les boues, en engrais organique liquide et solide. Ces déchets ont souvent une humidité supérieure à 85%. Il est possible d'extraire davantage ces eaux usées organiques pour obtenir des liquides d'une pureté et d'une concentration plus élevées. Ensuite, un bassin de décantation doit être construit pour stocker ces liquides organiques de haute pureté.

3. Fermentation : La fermentation anaérobie de ces matières premières dure 2 à 3 jours à température normale. Lorsque le liquide dégage une odeur aigre, alcoolique et légèrement désagréable, le processus de fermentation anaérobie est terminé. Pour la fermentation aérobie, notamment pour la fabrication d'engrais liquides à base d'acides aminés, des préparations enzymatiques composites sont ajoutées au réacteur et chauffées à une température constante de 50-60°C pour une hydrolyse enzymatique de 3 à 5 jours. Le liquide entre ensuite dans le pot de fermentation pour la fermentation aérobie. Un réservoir d'ajout de matériau auxiliaire est connecté en parallèle pour ajouter des agents microbiens liquides ou en poudre, de la mélasse et du NPK. Dans la cuve de fermentation d'engrais organique, à une température constante de 30-50°C, les micro-organismes subissent une hydrolyse bactérienne. Sans appareil de chauffage, la fermentation d'un réservoir d'engrais liquide prend 4 à 5 jours, tandis qu'avec une cuve de fermentation chauffante intégrée, cela ne prend que 3 à 5 heures.

4. Filtration et purification : Des équipements de filtrage sont nécessaires pour éliminer les matières en suspension du liquide et assurer la pureté des engrais organiques liquides. L'irrigation par pipeline nécessite un engrais liquide exempt d'impuretés pour éviter l'obstruction des buses. Il est préférable d'utiliser des appareils de purification de l'eau pour éliminer le chlore de l'eau du robinet. Si nécessaire, une stérilisation à haute température ou aux ultraviolets est effectuée pour tuer Escherichia coli et les œufs malades dans le liquide organique, prolongeant ainsi sa durée de conservation.

5. Stockage et emballage : Après les réactions et les ajustements, le liquide d'engrais organique est transporté vers un pot de produit fini pour le stockage, en évitant la lumière et les températures élevées pour maintenir son activité. Un laboratoire interne est essentiel pour le contrôle qualité. Après le test final, l'engrais liquide doit répondre aux normes du marché. L'emballage peut se faire via une machine de remplissage automatique pour un investissement moindre.

Équipements de production d'engrais organique liquide

La production d'engrais organique liquide nécessite un ensemble d'équipements spécialisés.

Équipement de préparation initiale

L'équipement de traitement initial comprend la déshydratation des déchets organiques à forte humidité et la séparation liquide-liquide. Un séparateur solide-liquide incliné est une machine compacte (3-6 m²) adaptée au prétraitement des matériaux dans les petites usines d'engrais liquides organiques, traitant des déchets organiques à haute teneur en eau (>85%).

Équipement pour l'obtention de liquide brut

Des machines de séparation solide-liquide spécifiques au fumier sont utilisées pour la déshydratation.

Construction de réservoirs de sédimentation

Des réservoirs de sédimentation sont nécessaires pour stocker les liquides organiques bruts.

Équipement de traitement de l'eau et de filtration

Un dispositif de filtration de liquides organiques et un système de purification d'eau sont indispensables pour obtenir un produit pur.

Solution de stockage pour engrais liquide organique

Des réservoirs en acier inoxydable (par exemple, AISI 304) sont utilisés pour le stockage.

Solutions d'emballage efficaces

• Remplissage de grands seaux : Des lignes de remplissage de grands seaux sont disponibles pour la production en vrac.
• Emballage à petite échelle : Pour les petites bouteilles compactes, des machines de remplissage quantitative servo, des machines de capsulage et des machines à étiqueter sont utilisées.

La fabrication de granulés de fumier : une autre voie de valorisation

Outre les engrais liquides, la transformation du fumier en granulés est une autre solution de valorisation des déchets organiques, offrant de nombreux avantages en agriculture et des perspectives de marché prometteuses.

Applications pratiques des machines de fabrication de fumier

Les machines de fabrication de fumier sont spécialement conçues pour différents types de fermes et industries :

• Exploitations agricoles à grande échelle : Elles ont une demande croissante en matière de traitement des engrais du fumier. L'investissement dans une ligne de production de granulés d'engrais organiques permet de valoriser les déchets animaux et d'améliorer la rentabilité.
• Petites fermes et zones rurales : En l'absence de capacité d'investissement individuelle dans une ligne de production, une usine d'engrais à base de fumier en milieu rural peut facilement obtenir la matière première (déchets animaux) auprès de nombreuses petites fermes.
• Industries agroalimentaires :
  • Sucreries : Les bagasses, un déchet abondant, peuvent être transformées en engrais organique en granulés, permettant d'éliminer les déchets de production et de générer des revenus supplémentaires.
  • Brasseries et établissements vinicoles : Ces industries peuvent également utiliser des granulateurs d'engrais organiques pour transformer leurs déchets en produits valorisables.

Avantages des granulés de fumier

Les granulés de fumier présentent plusieurs avantages :

• Bonnes propriétés physiques : Ils ne dégagent pas de poussière d'engrais dans l'air lors du chargement ou du déchargement.
• Stabilité de stockage : Ils ne s'agglomèrent pas, même après un stockage prolongé.
• Amélioration de l'activité du sol : Comparés aux engrais composés, les granulés de fumier améliorent l'activité biologique du sol.
• Engrais organique-inorganique : Il est possible de produire des granulés organiques-inorganiques, qui contiennent plus de nutriments que le fumier pur ou l'engrais composé.

Types de granulateurs de fumier

Le choix du granulateur est crucial pour une production efficace.

• Granulateur à disques : Utilise une méthode d'agglomération pour granuler les matières premières, nécessitant l'ajout d'eau ou de liants.
• Granulateur à tambour rotatif : Fonctionne également par agglomération.
• Granulateurs d'engrais organiques de nouveau type : Spécialisés dans la granulation humide des matières premières organiques.
• Granulateur à double rouleau : Moins adapté au fumier en raison de l'humidité élevée des matières premières (exige une teneur en humidité inférieure à 5%).

Perspectives du marché des engrais en granulés de fumier

La demande croissante de fruits et légumes biologiques est le principal moteur du développement des engrais organiques. La sensibilisation des consommateurs à la qualité de leur alimentation favorise l'augmentation de la demande d'engrais organiques sur le marché des fruits et légumes biologiques. Par conséquent, l'industrie des engrais en granulés de fumier est un secteur prometteur pour l'investissement.

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