一种将有机材料转化为用于生物水合作用的催化剂的方法

技术领域

本发明涉及一种将有机材料转化为用于生物水合作用的催化剂的方法。

背景技术

处理和转化有机材料的传统方法主要取决于材料的自然降解，或者在培养或管理过程中的降解，导致营养成分和其他材料效益的大量损失。因此，通常此类转化工艺的副产品的营养成分、反应物或其他价值较低，从而具有较低的商业价值。

通常，易腐材料的有机转化工艺还需要或涉及掺入或购买其他材料(包括惰性纤维素或富碳材料、富氮要素等)；以及机械操作、加热或其他形式的能量，以便提供平衡的营养储备，从而使得或促进相关材料降解。传统工艺的这一方面增加了设施的体积负荷、工艺成本和所需的占地面积，并增加了工艺管理不善的风险，这些都可能会降低转化工艺的商业可行性。此外，许多现有技术工艺是间歇工艺和/或受所涉及设备的容量限制。这种处理方法还受到各种气体和其他物质的产生的限制，这些气体和物质是工艺本身的副产品。特别地，寻求消化、降解或减少有机残留物的过程通常会产生一种或多种温室气体，并且通常还会产生有害气体(例如硫化氢和氨)，在加工过程中需要对这些有害气体的生态足迹进行具体管理。

将清楚地理解，如果在此引用现有技术出版物，则该引用不构成承认该出版物构成澳大利亚或任何其他国家的本领域公知常识的一部分。

发明内容

本发明的实施方案提供了一种将有机材料转化为用于生物水合作用的催化剂的方法，该方法可以至少部分地解决上述一个或多个问题或缺陷，或者可以为公众提供有用的或商业的选择。

如本文所用，术语“催化剂”被广义地定义为引起(produce)或产生(generate)反应的物质，而不管其本身是否经历变化。

如本文所用，术语“改良(amendment)”被广义地定义为使有机材料的状态发生变化(包括物理变化、化学变化、生物变化或其任意合适的组合)的过程或动作。在这种情况下，应当理解，对有机材料和/或从结合有机材料的改良和转化的过程中回收的液体进行改良，实际上改变了包括有机材料和/或液体的表面的三维空间、有机材料和/或液体周围的连续气氛以及有机材料和/或液体表面下方的有机材料和/或液体的三维体积。

综上所述，本发明的一种形式，广义上在于一种将有机材料转化为用于生物水合作用的催化剂的方法，该方法包括以下步骤：

提供包含至少一种容易获得的碳源、至少一种复合含碳化合物和至少一种蛋白质源的有机材料；

使有机材料与预备催化剂接触；

使有机材料经受尺寸减小过程以生产尺寸减小的有机材料；

调节尺寸减小的有机材料的固液比以形成有机材料浆料；

通过向有机材料浆料的至少一部分施加过程催化剂，使有机材料浆料经受发酵过程以产生改良的有机材料；

从改良的有机材料中回收液体并将回收的液体转移到发酵室，以及

通过向发酵室中回收的液体施加平衡催化剂(balancing catalyst)，使回收的液体经受发酵过程以产生改良的液体，

其中所述改良的液体为用于生物水合作用的催化剂。

有利地，本发明能够将有机物(例如废弃食物或腐烂的有机材料)转化为用于生物水合作用的催化剂，并且将有机物转化为用于生物水合作用的催化剂时不会大量释放温室气体，如甲烷、水蒸气、一氧化二氮或其他含氮化合物、硫化氢或其他含硫化合物、以及二氧化碳。此外，本发明提供了一种将有机材料转化为有用产品(例如生物肥料等)的方法，该方法不受相关设备处理能力的限制。此外，该方法可防止发酵液腐烂，延长所得产品的保质期，并能够从任何形式的腐烂有机材料(无论其来源如何)生产单一稳定的土壤改良催化剂。

本发明提供了一种将有机材料转化为用于生物水合作用的催化剂的方法。在一个优选的实施方案中，本发明提供了一种有机材料的连续发酵方法，该方法将有机材料转化为用于生物水合作用的催化剂。优选地，本发明提供了一种有机材料的连续发酵方法，该方法将有机材料转化为液体生物肥料。

用于生物水合作用的催化剂可用于任何合适的目的。

例如，用于生物水合作用的催化剂可用作发酵过程中的催化剂，以改良有机材料、改良从发酵过程中回收的液体等。

例如，用于生物水合作用的催化剂可用于改良生长介质，例如土壤、粘土、沙土、蛭石、珍珠岩、椰壳纤维、盆栽混合物、堆肥树皮、风化花岗岩、泥炭藓(sphagnumpeatmoss)、稻草等。

例如，用于生物水合作用的催化剂可用于改良场地，例如耕地、非耕地、牧场、草甸(meadows)、草原(grassland)、农业用地(agricultural land)、农田(farmland)、果园、种植园、森林、灌木(bush)或灌木丛林地(scrub land)、公园用地、住宅用地、高尔夫球场、田径场、赛道、湿地、水道和水体、陆基水产养殖设施、恢复场地(rehabilitation sites)、修复场地(remediation sites)、复原场地(restoration site)、植被恢复场地(revegetation site)、受火灾影响的场地、矿场、垃圾填埋场(landfill)、废料堆(wastedumps)、商业堆肥设施、农场堆肥设施等。

例如，用于生物水合作用的催化剂可用于改良营养物耗尽的场地、污染场地等。例如，用于生物水合作用的催化剂可用于废物处理，例如固体废物材料、液体废物材料、废水等的处理。

在一些实施方案中，将有机材料转化为用于生物水合作用的催化剂的方法包括提供包含至少一种容易获得的碳源、至少一种复合含碳化合物和至少一种蛋白质源的有机材料。

在该方法中可以使用任何合适的有机材料。例如，可以使用植物性物质(包括水果、蔬菜、豆类、谷物、草等)或动物性物质。有机材料可以是新鲜的有机材料、食物残渣、废料(包括腐烂的食物或其他有机材料)等，或它们的组合。优选地，有机材料可包括可发酵材料。

优选地，有机材料包含至少一种容易获得的碳源。例如，至少一种容易获得的碳源可以包括糖源(例如糖蜜)、烃源、脂质源等。

在优选的实施方案中，容易获得的碳源可以至少部分地来源于改良的有机材料。可以使用任何来源的改良的有机材料。例如，改良的有机材料可以是根据本发明的方法生产的改良的有机材料，可以是从改良的有机材料回收的液体分离出的沉淀物，可以是从改良的液体分离出的沉淀物，或任何其合适的组合。

优选地，有机材料包括至少一种复合含碳化合物。复合含碳化合物，例如多糖和改性多糖，是指体积大且具有复杂和高特异性结构的含碳化合物。例如，至少一种复合含碳化合物包含壳多糖(chitin)源、壳聚糖源、纤维素源、半纤维素源、木质素源、烃等。

优选地，有机材料包含至少一种蛋白质源。例如，至少一种蛋白质源可以包括动物副产品材料(例如动物尸体、骨头、脂肪、结缔组织、内脏、血液、羽毛、毛发、毛皮、皮肤、角、蹄等)、动物粪肥或尿液、乳制品废料(例如乳清、凝乳等)。

有机材料可以与预备催化剂接触。通常，有机材料可以通过与用预备催化剂清洁的设备(例如浸渍机、搅拌器、容器、箱、桶、传送带等)接触而与预备催化剂接触。在这种情况下，应当理解，设备表面上残留的预备催化剂可能在有机材料的加工过程中转移到有机材料中。

例如，在有机材料的尺寸减小期间，尺寸减小装置的刀片(blade)表面上的残留预备催化剂可以转移到有机材料中。

例如，在被配置为在其中包含有机材料的容器底部的残留预备催化剂可以在储存期间转移到有机材料中。

例如，发酵室表面上的残留预备催化剂可以在发酵过程中转移到有机材料浆料中。

在使用中，设想预备催化剂可以有利地促进所需的生物反应并去除表面的残留物质，从而限制该过程中和过程附近竞争性发酵或腐烂微生物活性的增殖。在使用中，设想通过预备催化剂从表面去除残留材料可使相关微生物暴露于预备催化剂，从而控制它们在过程中和过程周围的增殖。

可以使用任何合适的预备催化剂。

优选地，预备催化剂可包含精油或提取物。可以使用任何合适类型的精油或提取物。例如，精油或提取物可以包括从以下物质中获得的油：水果(例如柠檬、酸橙(lime)、橙子(orange)、柑橘(citrus)、藤黄(garcinia)等)的外皮(skin)或皮(peel)；花(例如牡丹(peony)等)；叶(例如香兰(pandan)、柠檬草、松树、桉树等)；种子；或其任意合适的组合。优选地，预备催化剂可包括精油或提取物，所述精油或提取物包含柑橘、松萜(pinene)、柠檬烯、桉树脑(cineole)、萜品烯醇(terpinenol)等。

预备催化剂通过与有机材料接触的有效施加比率可以是任何合适的比率。在这种情况下，应理解有效施加比率旨在指作为有机材料与用预备催化剂清洁的设备接触的结果而有效施加到有机材料中的预备催化剂的量。

例如，有效施加比率可以是每1000L有机材料约0.5L、每1000L有机材料约1L、每1000L有机材料约5L、每1000L有机材料约10L、每1000L有机材料约25L、每1000L有机材料约50L、每1000L有机材料约75L、每1000L有机材料约100L、每1000L有机材料约150L、每1000L有机材料约200L或每1000L有机材料约250L。

然而，本领域技术人员将理解，有效施加比率可以根据多种因素而变化，所述因素包括有机材料的类型和组成、有机材料与预备催化剂接触的时间段以及预备催化剂的浓度。

优选地，有机材料可以以每1000L有机材料约5L预备催化剂的有效施加比率与预备催化剂接触。

可以使有机材料经受尺寸减小过程以产生尺寸减小的有机材料。可以使用任何合适的尺寸减小技术。

例如，有机材料可以被粉碎、研磨、切割、碾磨、切碎、碎裂(disintegrated)、撕裂等，或其任意组合。

有机材料可以经受一个或多个尺寸减小过程。任何这样的尺寸减小过程可以以单程或多程操作完成，该操作可以包括一个、两个、三个、四个或任何数量的尺寸减小步骤，以实现期望的平均粒径。

本领域技术人员将理解有机材料经受尺寸减小过程的时间长度可以根据许多因素而变化，所述因素包括有机材料的类型、有机材料的体积、所使用的尺寸减小技术类型、尺寸减小的有机材料产品的优选粒径等。

尽管尺寸减小过程可用于任何有机材料，但可以设想在一部分有机材料的尺寸大于5cm的情况下(例如，树枝、大骨头、动物尸体等)，尺寸减小过程可能是最有益的。

可以调节尺寸减小的有机材料的固液比以形成有机材料浆料。在这种情况下，应理解有机材料浆料可包含尺寸减小的有机材料在液体中的悬浮液。可通过任何合适的方式调节尺寸减小的有机材料的固液比。

例如，可以增加尺寸减小的有机材料的量、可以将液体添加到尺寸减小的有机材料中、可以将液体从尺寸减小的有机材料中排出、可以使尺寸减小的有机材料经受干燥和/或脱水过程，或其任意合适的组合。

在一些实施方案中，可以在有机材料的尺寸减小之前、期间或之后调节固液比。在这种情况下，设想加入液体可以促进尺寸减小过程、可以促进尺寸减小的有机材料在多个容器之间的转移、可以促进由至少一种需氧微生物、厌氧微生物、异养微生物和光合微生物产生并刺激其活性的源和/或底物向有机材料的转移、可以促进有机材料的改良。

在使用中，设想液体可以促进尺寸减小的有机材料之中和/或之上的电子转移，从而促进发酵过程。

固液比可以是任何合适的比例。然而，优选地，该固液比可以足以形成液体和固体组分的浆液。

例如，有机材料浆料可包含至少25％的固体成分、至少30％的固体成分、至少35％的固体成分、至少40％的固体成分、至少45％的固体成分、至少50％的固体成分、至少55％的固体成分、至少60％的固体成分、至少65％的固体成分、至少70％的固体成分、至少75％的固体成分、至少80％的固体成分、至少85％的固体成分、至少90％的固体成分、至少95％的固体成分或100％的固体成分。

在优选的实施方案中，固液比可形成包含至少约25％至30％固体成分的有机材料浆料。然而，本领域技术人员将再次理解，固液比可根据多种因素而变化，例如有机材料的内源水分含量、有机材料的类型和组成、液体的类型和组成和发酵过程的成熟度。

可以使用任何合适的液体。

例如，液体可以是在尺寸减小的有机材料的发酵过程中回收的液体、由从改良的有机材料回收的液体发酵制备的液体、液体肥料、水源或其任意合适的组合。

然而，优选地，液体可以基本上不含污染物。例如，液体可以基本上不含化学污染物(例如杀虫剂、除草剂、砷、镉、铬、铜、铅、汞、镍、硒、锌等)、物理污染物(例如塑料、玻璃、岩石、金属等)、生物污染物(例如沙门氏菌属、粪大肠菌群等)等。

优选地，液体可以基本上不含铜。

适当地，液体可以基本上不含糖磷酸酯(glycophosphate)或草甘膦。如本文所用，液体“基本上不含”或“几乎不含”污染物的陈述意味着在实施方案中，污染物的水平可能无法使用标准测量技术检测或基本上无法检测或无法测量或无法量化。

可以使尺寸减小的有机材料经受发酵过程以产生改良的有机材料。

通常，所述方法包括通过将过程催化剂施加于有机材料浆料的至少一部分，然后使有机材料浆料经受发酵过程以产生改良的有机材料。

过程催化剂可以在尺寸减小过程之前、期间或之后添加到尺寸减小的有机材料中。

在这种情况下，应该理解的是，可以在制备用于尺寸减小的有机材料的过程中、在尺寸减小过程开始之前、在尺寸减小过程期间、在尺寸减小过程完成之后，或其任意合适的组合，将过程催化剂添加到有机材料中。

然而，通常，在尺寸减小过程期间以及在尺寸减小过程完成之前，可以将过程催化剂添加到尺寸减小的有机材料中。然而，本领域技术人员将理解，在尺寸减小过程期间将过程催化剂添加至有机材料的添加点可根据多种因素而变化，例如尺寸减小过程的类型、通过尺寸减小过程的次数、有机材料的类型和组成以及过程催化剂的类型。

在使用中，设想在尺寸减小过程期间改良有机材料使得由有机材料中一种或多种原核生物产生并刺激其活性的源和/或底物的随机分布，其中催化剂和土壤之间的每个接触点都成为生物能量产生点。

在一些实施方案中，可以在调整尺寸减小的有机材料的固液比之前、期间或之后将过程催化剂添加到尺寸减小的有机材料和/或液体中。例如，应当理解，可以在将液体添加到尺寸减小的有机材料中之前，将过程催化剂添加到尺寸减小的有机材料和/或液体中；可以在将液体添加到尺寸减小的有机材料期间，将过程催化剂添加到尺寸减小的有机材料中和/或液体中；可以在将液体添加到尺寸减小的有机材料期间，将过程催化剂添加到有机材料浆料中；可以在已经调节固液比之后，将过程催化剂加入到有机材料浆料中，或者其任意合适的组合。

可以使用任何合适的过程催化剂。优选地，所述过程催化剂可包含由一种或多种原核生物产生并刺激其活性的源和/或底物。在这种情况下，设想过程催化剂可以具有捕获不可见辐射并触发光养反应(phototrophic reaction)和磷分解反应(phospholyticreaction)的能力，使得原核生物可以加工底物并产生单糖。

例如，原核生物可以包括一种或多种古细菌(Archaea)、一种或多种细菌、或其任意合适的组合。

原核生物可以是厌氧的、需氧的、自养的、异养的、光养的、化学营养的、化学自养的、光合的或其任意合适的组合。

在一些实施方案中，原核生物可包括紫色不产硫异养光合细菌、乳杆菌属(Lactobacillus species)、酵母、放线菌属(Actinomycetes species)、诺卡氏菌属(Nocardia species)、放线菌(ray fungi)、浮游生物(plankton)、光养细菌、自养细菌、异养细菌或化学营养细菌，或其任意合适的组合。

可以以任何合适的方式将过程催化剂施加于尺寸减小的有机材料。

例如，可以将过程催化剂喷涂到尺寸减小的有机材料上、尺寸减小的有机材料可以滚涂在过程催化剂上、过程催化剂可以注入尺寸减小的有机材料中、过程催化剂可以形成使尺寸减小的有机材料可以浸入或至少部分浸入其中的溶液、过程催化剂可以形成随着液体的加入而在线加入以形成有机材料浆的溶液、过程催化剂可以形成分散在有机材料浆料中的溶液、或其任意合适的组合。

例如，过程催化剂可以喷洒到尺寸减小的有机材料上、可以滴灌、可以沟灌、可以空中施用、可以播撒(broadcasted)或涂抹(spread)、或其任意合适的组合。

然而，本领域技术人员将理解，将过程催化剂施加到尺寸减小的有机材料的方法可以根据多种因素而变化，例如过程催化剂的组成和特性、施加方法、以及待改良的有机材料的类型和数量。

可以以任意合适的比率将过程催化剂施加于有机材料浆料。

例如，过程催化剂可以以每1000L有机材料浆料约1L、每1000L有机材料浆料约5L、每1000L有机材料浆料约10L、约每1000L有机材料浆料25L、每1000L有机材料浆料约50L、每1000L有机材料浆料约75L、每1000L有机材料浆料约100L、每1000L有机材料浆料约150L、每1000L有机材料浆料约200L、或每1000L有机材料浆料约250L的比率施加。

再次，应理解施加比率可根据多种因素而变化，包括有机材料的类型和组成、有机材料浆料中的固体组分百分比和过程催化剂的施用方法。合适地，过程催化剂可以以每1000L有机材料浆料约15L的比率施加。

在将过程催化剂施加到有机材料之前，可将过程催化剂与一种或多种其他物质混合。可以使用任何合适的物质。

例如，该物质可以充当用于储存和输送催化剂的加工助剂、可以促进催化剂施加于有机材料、可以促进有机材料吸收催化剂、可以保持催化剂中生物体的活性、增加有机材料中可用的养分池、可以刺激营养物积累中的目标反应(targetedresponse)等。

可以使用任何合适的添加剂。

例如，添加剂可以包括乳化剂、稳定剂、润湿剂、防腐剂、表面活性剂、矿物质、营养源等。

例如，可以将钙源添加到催化剂中以增加有机材料中的可用钙。

例如，可以将糖源添加到催化剂中以提高有机材料的发酵能力。

在一些实施方案中，可将过程催化剂施加到有机材料的至少一部分中。再次，应理解，有机材料的至少一部分可包括有机材料的表面、有机材料上方的邻接气氛和有机材料表面下方的有机材料的三维体积。

可以改良有机材料的任何合适的部分。

例如，可以将过程催化剂施加到约5体积％、约10体积％、约15体积％、约20体积％、约25体积％、约30体积％、约35体积％、约40体积％、约45体积％、约50体积％、约55体积％、约60体积％、约65体积％、约70体积％、约75体积％、约80体积％、约85体积％、约90体积％、约95体积％或甚至约100体积％的有机材料中。

在使用中，设想可以将尺寸减小的有机材料转移到用于发酵的容器中。可以在调整尺寸减小的有机材料的固液比之前、期间或之后，将尺寸减小的有机材料转移到容器中。

在一些实施方案中，在将过程催化剂施加到尺寸减小的有机材料和/或有机材料浆料之后，可以将尺寸减小的有机材料转移到容器中。

可以使用任何合适的技术来实现尺寸减小的有机材料和/或有机材料浆料的转移。

例如，材料可在重力下进料、可使用机械装置(例如泵等)、文氏管(Venturi)等转移。然而，应当理解的是，材料可以转移的机制可以根据许多因素而变化，例如待转移的材料的类型和组成、材料需要转移的距离等。

可以使用基本上不透水并且能够在其中容纳有机材料浆料的任何合适类型的容器。

例如，容器可以是罐(pot)、水桶(bucket)、桶(barrel)、大桶(drum)、箱(tank)、中型散装容器(IBC)、筒仓(silo)、温室等。

容器可以被配置为允许排放气态材料。

在一些实施方案中，容器可以被配置为允许双向排放气态材料。双向排放气态材料可允许气态材料流入容器和气态材料流出容器。

在一些实施方案中，容器可以被配置用于被动通风(例如通过对流)或可以被配置用于机械通风(例如通过强制气流通风)。

有机材料浆在发酵过程中可以暴露于电磁辐射源，或者可以在阻挡特定波长的电磁辐射的条件下发酵。在本发明的优选实施方案中，有机材料浆料的发酵条件促进特定波长的电磁辐射的捕获。优选地，有机材料浆料的发酵条件促进不可见辐射的捕获。在这种情况下，将理解非可见辐射包括波长高于和/或低于可见光的电磁辐射，即红外光、紫光或紫外光、X射线、无线电波、微波、伽马射线等。优选地，发酵条件可以促进非植物叶绿素基生物体的活性和/或降低绿色和/或黑色硫细菌的活性。有利地，本发明的方法使得有机材料的发酵不需要特殊的环境条件。

用于有机材料浆料发酵的容器可包括搅拌装置，其中搅拌装置周期性地搅拌有机材料浆料。

可以使用能够翻转、曝气或以其他方式混合有机材料浆料的任何合适的搅拌装置。

在使用中，设想搅拌有机材料浆料可确保实现过程催化剂和有机材料浆料之间的充分接触和/或有助于有机材料浆料的曝气。然而，通常有机材料浆料可以不搅拌。在使用中，设想浆料内生物体的运动和/或浆料内的对流有效地使浆料均匀化。

在一些实施方案中，生产改良的有机材料的发酵过程可以进行至少1天、至少3天、至少7天、至少14天、至少21天或至少28天，优选约28天。

在一些实施方案中，过程催化剂可以施加于改良的有机材料以维持发酵过程，使得改良的有机材料有效地经受随后的发酵过程。

在一些实施方案中，随后的发酵过程可以进行与前一发酵过程相同的时间段、更短的时间段或更长的时间段。通常，该时间段可能足以重新启动和/或维持发酵过程。

在一些实施方案中，将有机材料转化为用于生物水合作用的催化剂的方法包括从改良的有机材料中回收液体并将液体转移至发酵室。

在使用中，设想从改良的有机材料中回收的液体可以包括在有机材料浆料中和/或上的生物活性的液体副产物、在有机材料浆料中和/或上的生物活性的水副产物、来自固液调整步骤的过量液体、或其混合物。

由从改良的有机材料回收的液体可以通过任何合适的方式回收。

通常，该过程足以将液体与任何残留的固体材料和/或漂浮的生物质分离。

容器可以包括位于容器下部的收集部分(例如储液器(reservoir))，其中可以收集液体并随后通过容器的出口部分排出液体以从改良的有机材料中回收液体。

出口部分可以是任何合适的类型。

例如，出口部分可以是水龙头、阀门、软管连接器、水箱适配器、软管尾部接头、水箱出口接头、隔板接头等。

在一些实施方案中，所述容器可以包括位于其下部的出口部分，其中可以允许改良的有机材料重力排出或在真空下排出，并且相应地从容器中回收液体。在这种情况下，可以设想出口部分可以包括排放口或其他孔。

在进一步的实施方案中，可以使用机械脱水过程(例如输送机或螺旋压滤机、带式压滤机、箱式压滤机等)对改良的有机材料进行脱水。

在更进一步的实施方案中，可以允许改良的有机材料在容器中沉降，使得液体组分和固体组分分离，并且液体从固体组分中倒出。在这种情况下，应当理解，容器的出口部分可以是容器的任何部分，液体可以从该部分倒出。然而，本领域技术人员将理解，出口部分的类型和位置可以根据多种因素而变化，例如容器的类型、发酵过程是间歇过程还是连续过程、以及操作回收液体的类型。

在一些实施方案中，可以在发酵过程中的任何合适的点从尺寸减小的有机材料的发酵中回收液体。例如，可以在发酵至少1天、至少3天、至少7天、至少14天、至少21天或至少28天，优选约28天后回收液体。

从改良的有机材料回收的液体可用于任何合适的目的。

例如，从改良的有机材料回收的液体可用于调节尺寸减小的有机材料的固液比、可用作发酵过程中的催化剂、可用于改良有机材料、可用于在废物处理中改良生长培养基部位、营养耗尽部位、受污染部位、可进行发酵过程以产生改良的液体，或其任意合适的组合。

在使用中，设想使用从改良的有机材料回收的液体来调节尺寸减小的有机材料的固液比可以转移由包含尺寸减小的有机材料的一个或多个容器之间的需氧微生物、厌氧微生物、异养微生物和光养微生物中的至少一种产生并刺激其活性的来源和/或底物。此外，通过将从改良的有机材料回收的液体再循环到尺寸减小的有机材料可能导致有益的生物体和/或底物在容器中尺寸减小的有机材料和/或液体收集部分中和/或上的积累。

在使用中，设想在从改良的有机材料中回收液体之后，可以调节改良的有机材料的固液比以重新形成有机材料浆料。在这种情况下，设想过程催化剂可以重新施加于改良的有机材料以维持发酵过程。

通常，将有机材料转化为用于生物水合作用的催化剂的方法可包括将从改良的有机材料回收的液体经受发酵过程以产生改良的液体的步骤。通常，发酵过程包括在发酵室中将液体进行改良以产生含有平衡催化剂的改良的液体，其中改良液体为用于生物水合作用的催化剂。

平衡催化剂可以是任何合适的类型。优选地，平衡催化剂可以促进从改良的有机材料回收的液体中的一种或多种原核生物的反应活性。在本发明的一些实施方案中，过程催化剂和平衡催化剂可以是相同类型的催化剂，或者可以是不同类型的催化剂。优选地，平衡催化剂包括过程催化剂。

平衡催化剂可以以任何合适的方式施加于从改良的有机材料回收的液体。

例如，可以将平衡催化剂喷洒到液体上、可以将平衡催化剂分散或混合到液体中、平衡催化剂可以形成分散在液体中的溶液、或其任意合适的组合。然而，本领域技术人员将理解，将平衡催化剂施加到从改良的有机材料回收的液体中的方法可以根据多种因素而变化，例如平衡催化剂的组成和特性、施加方法、以及待改良的液体的类型和数量。

平衡催化剂可以以任何合适的比率施加到从改良的有机材料回收的液体中。

例如，平衡催化剂可以以每1000L约1L、每1000L约5L、每1000L约10L、每1000L约25L、每1000L约50L、每1000L约75L、每1000L约100L、每1000L约150L、每1000L约200L、或甚至每1000L约250L的比率施加于从改良的有机材料回收的液体。同样，本领域技术人员将理解，施加比率可以根据多种因素而变化，包括有机材料的类型和组成、从改良的有机材料回收的液体中固体成分的百分比、以及过程催化剂的施加方法。通常，平衡催化剂以每1000L回收的液体约15L的比率施加。

在平衡催化剂施加于液体之前，将平衡催化剂与一种或多种其他物质混合。

可以使用任何合适的物质。

例如，物质可以充当用于储存和输送催化剂的加工助剂、可以促进催化剂施加于液体、可以促进液体吸收催化剂、可以维持催化剂中生物体的活性、增加回收液体中可用的养分池、可以刺激营养物积累中的目标反应等。

可以使用任何合适的添加剂。

例如，所述添加剂可以包括乳化剂、稳定剂、润湿剂、防腐剂、表面活性剂、矿物质、营养源等。

例如，可以将钙源添加到催化剂中以增加从改良的有机材料回收的液体中的有效钙。在使用中，设想钙源有助于从改良的有机材料回收的液体中吸附过量氢。

例如，可以将糖源添加到催化剂中以提高从改良的有机材料回收的液体的发酵能力。

在优选的实施方案中，可以将0.5％v/v的石灰乳或石灰浆料添加到改良的有机材料回收的液体中。

在一些实施方案中，可以合并来自一批或多批尺寸减小的有机材料的发酵的液体。

在本发明的一些实施方案中，尺寸减小的有机材料可能已经发酵了相同的时间段或不同的时间段。

在本发明的一些实施方案中，一批或多批尺寸减小的有机材料可包含相同类型或不同类型的有机材料。

在一些实施方案中，生产改良的液体的发酵过程可以进行至少1天、至少3天、至少7天、至少14天、至少21天、或至少28天，优选为约7天。

在一些实施方案中，平衡催化剂可以施加于改良的液体以维持发酵过程，使得改良的液体有效地经受随后的发酵过程。

在一些实施方案中，随后的发酵过程可以经行与第一次发酵过程相同的时间段、更短的时间段或更长的时间段。然而，通常时间段可能足以重新启动和/或维持发酵过程，

在一些实施方案中，可以将从改良的有机材料回收的一批或多批液体的发酵获得的改良的液体合并。

在一些实施方案中，一批或多批液体可能已经发酵了相同的时间段或不同的时间段。在本发明的一些实施方案中，所述一批或多批液体可以从相同类型或不同类型的有机材料的发酵中获得。

在使用中，设想改良的液体可以包含由一种或多种原核生物产生并刺激其在有机材料中的活性的来源和/或底物。

在一些实施方案中，改良的液体可用于调节尺寸减小的有机材料的固液比。例如，改良的液体可以促进由一种或多种原核生物产生并刺激其活性的来源和/或底物在有机材料上的转移。设想通过毛细管作用使液体迁移通过有机材料和/或液体的蒸发蒸腾可以促进由一种或多种原核生物产生并刺激其活性的来源和/或底物的转移。

在使用中，设想随着时间的推移，液体通过蒸发蒸腾和降水循环的再循环可以在改良的有机材料中和/或上构建生物能量产生点的矩阵，该矩阵能够促进持续的能量产生和在有机材料上产生储能化合物，例如腐殖化土壤。

在本发明的范围内，本文描述的任何特征可以与本文描述的任何一个或多个其他特征以任意组合方式组合。

本说明书中对任何现有技术的引用不是也不应被视为承认或任何形式的暗示现有技术构成公知常识的一部分。

附图说明

本发明的优选特征、实施方案和变体可以从以下详细描述中看出，该详细描述为本领域技术人员实施本发明提供了足够的信息。详细说明不应被视为以任何方式限制前述发明内容的范围。详细说明将参考以下多个附图：

图1示出了根据本发明的一个实施方案将有机材料转化为用于生物水合作用的催化剂的方法的流程图。

具体实施方式

在图1中，示出了根据本发明的一个实施方案将有机材料转化为用于生物水合作用的催化剂的方法(100)的流程图。

使包含至少一种容易获得的碳源、至少一种复合含碳化合物和至少一种蛋白质源的有机材料经受尺寸减小过程(10)以产生尺寸减小的有机材料。该有机材料可以在尺寸减小过程之前、期间或之后与预备催化剂接触。优选地，有机材料可以通过与用预备催化剂清洁的设备(例如浸渍机、搅拌器、容器、箱、桶、传送带等)接触而与预备催化剂接触。在这种情况下，应理解，设备表面上残留的预备催化剂可能在有机材料的加工过程中转移到有机材料上。

调节尺寸减小的有机材料的固液比(12)以形成包含至少约25％至30％固体成分的有机材料浆料。然后将有机材料浆料以每1000L有机材料浆料约15L的比率与过程催化剂接触，并经受约28天的发酵过程(14)以产生改良的有机材料。

使改良的有机材料经受固液分离过程(16)，并且随后使从改良的有机材料回收的液体经受发酵过程(18)。使液体以每1000L回收的液体约15L的比率与包含钙源的平衡催化剂接触并发酵约7天以产生改良的液体。

在从固液分离过程(16)回收液体后，重新调整改良的有机材料的固液比以重新形成有机材料浆料。可将过程催化剂重新施加于改良的有机材料以维持发酵过程。

在本说明书和权利要求(如果有)中，词语“包括(comprising)”及其派生词包括“包括(comprises)”和“包括(comprise)”包括每个所述的要素(integer)，但不排除包括一个或多个其他要素。

在本说明书中对“一个/种(a)实施方案”或“一个/种(an)实施方案”的引用意味着结合实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，在本说明书的各个地方出现的短语“在一个(one)实施方案”或“在一个(an)实施方案”中不一定都指的是同一实施方案。此外，特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合成一种或多种组合。

按照法规，本发明已经以或多或少针对结构或方法特征的语言进行了描述。应理解，本发明不限于所示或描述的特定特征，因为本文描述的手段包括实施本发明的优选形式。因此，本发明以本领域技术人员适当解释的在所附权利要求(如果有)的适当范围内的任何形式或其变型被请求保护。