CZ302018B6

CZ302018B6 - Potahovaná umelá hnojiva s rízeným uvolnováním a zpusob jejich prípravy

Info

Publication number: CZ302018B6
Application number: CZ20000441A
Authority: CZ
Inventors: R. Johnson@William; M. Goertz@Harvey; J. Timmons@Richard
Original assignee: Oms Investments, Inc.
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2010-09-08
Also published as: KR100365026B1; WO1999063817A1; RS49544B; TR200000377T1; ZA200000583B; AU724479B2; KR20010022754A; MY117692A; TWI236874B; EP1001676B1; NZ502766A; EP1001676A1; NO20000627L; HUP0003707A3; CN1274261A; AR018637A1; CZ2000441A3; CA2300259A1; PL338558A1; NO20000627D0

Abstract

Hnojivo s rízeným uvolnováním obsahující granulované jádro nutricního materiálu potažené predbežným potahem z organického oleje, jako je surový lnený olej, který se aplikuje pred zavedením polymerního zapouzdrujícího potahu. Predbežný potah dále prípadne obsahuje pojivo jako je napr. jemná hlína a sušidlo. Hnojicí prípravek se pripravuje postupem zahrnujícím aplikaci predbežného olejového potahu, který není vytvrzován pred aplikací zapouzdrujícího potahu. Predbežný potah propujcuje hnojivu výhodnejší (prodloužené) uvolnovací vlastnosti pri aplikaci nižšího množství zapouzdrujícího potahového materiálu, zejména u nutricních jader s vysokým podílem povrchových nerovností a vad.

Description

Potahovaná umělá hnojivá s řízeným uvolňováním a způsob jejich přípravy

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká potahovaných umělých hnoj i v s řízeným uvolňováním a způsobu jejich přípravy. Konkrétněji se týká hnojících přípravků tvořených nutričními granulemi (jako jsou granule NPK), které mají vložené vrstvy nebo vnitřní obaly a zapouzdřující nebo vnější obaly. Vynález se rovněž týká způsobu přípravy určitých hnojících přípravků, které mají žádoucí charakteristiky řízeného uvolňování.

Dosavadní stav techniky

Hnojivá byla používána tisíce let pro dodávání živin do růstového média. Určitou dobu je známo, že výhody poskytované hnojením závisí na tom, kdy je hnojivo do růstového média dodáno a rovněž na tom, jak je rostlinám rostoucím v růstovém mediu dostupné. Náhlá dodávka příliš velkého množství hnojivá je plýtváním nebo dokonce může rostlinám škodit. Na druhé straně, dodávka příliš nízkého množství hnojivá nebo zpoždění dodávky adekvátního množství vede k nedostatečné výživě rostlin. Proto je žádoucí poskytnout takový hnojící přípravek, který by dodával relativně stálé množství živin do růstového média, po určitou dobu nebo dle jiného specifického plánu uvolňování.

Dodávání správného množství živin po celou dobu růstového období dříve vyžadovalo opakova25 né aplikace relativně malých množství hnojících přípravků, což je poměrně pracný způsob, Proto byla vyvíjena hnojivá s řízeným uvolňováním. V současné době je žádoucí aplikovat hnojivo jedenkrát za několik týdnů až měsíců.

Obvykle jsou hnojivá s řízeným uvolňováním tvořena potahovanými nutričními granulemi, jejichž potah funguje jako fyzikální či chemická bariera mezi nutričním jádrem a vnějším prostředím růstového média. Bariera zdržuje kontakt nutričního jádra s vlhkostí, tím zdržuje jeho rozpouštění a uvolnění do růstového média. Rychlost uvolňování živin závisí mj. na materiálu použitého pro potah, jeho tloušťce a integritě.

Přístup k využití bariérové nebo zapouzdřovací techniky je například uveden v patentu US 3 223 518, vyd. 14.12.1965, Luis I. Hansen, s označením na titulním listu Archer-DanielsMidland. Hansenův patent uvažuje hnijící přípravek obsahující jednu nebo několik vrstev primárního obalu nutričního jádra a jednu nebo několik zapouzdřujících vrstev. Jak je v patentu uvedeno primární obal byl vytvrzen před aplikací zapouzdřujícího obalu. Výsledné hnojivo vyka40 zovalo proti nepotahovaným granulím zpomalené uvolňování živin z jádra. Opakovaná aplikace potahů a nutnost jejich vytvrzování je však časově náročná a komerčně nevyhovující. Dále, hnojivá upravená Hansenovým postupem a obsahující pouze jeden primární a jeden zapouzdřující potah uvolňují dle Hansena 30 až 40 % hmotn. živin během 6 h kontaktu s vlhkostí a 50 až 60 % hmotn. během 24 hodin. Takový výrobek dodává příliš vysoké množství živin a příliš rychle na to, aby vyhovoval požadavkům na řízené uvolňování hnojiv.

V US 5 652 196 jsou popsány produkty s různými způsoby kontrolovaného uvolňování ve vodě rozpustných činidel. Produkty obsahují jádro z ve vodě rozpustného činidla, a první a druhé potahové vrstvy. První vrstva má takovou permeabilitu, že činidlo může být uvolňované kontrolova50 nou rychlostí, zatímco druhá vrstva má relativně nízkou rychlost pro přenos vodní páry.

Jiný, pozdější přístup k řešení zapouzdřujících vrstev s žádoucími charakteristikami řízeného uvolňování je popsán v patentu US 4 657 576, vyd. 14.4.1987, Johannes M.H.Lambie, s označením na titulním listu Sierra Chemical Company. Jádro je zapouzdřeno do vodonerozpustné dicyklopentadienové pryskyřice, např. dostupné u The Scotts Company pod obchodní značkou

- 1 CZ 302018 B6

OSMOCOTE®. Ačkoli použiti polymerní bariery je podobné Hansenově zapouzdřovací technice popsané v odkazu 518, byly v tomto případě dodány složky upravující pH potahu. Tato úprava vede, jak je uvedeno, k lepšímu průběhu uvolňování hnojivá.

Jasným nedostatkem polymemí bariery, jako je zapouzdřovací vrstva OSMOCOTE®, aplikované na nutriční jádro je, že uvolňování hnojivá závisí na kvalitě jádra či substrátu, na něž je polymer nanášen. Nespojitý povrch substrátů, jaký je např. u hrudkovaných substrátů s dutinkami, deformovaných granulí, částic s prasklinami, štěrbinami či jinými nepravidelnostmi, je příčinou neúplného potažení či vzniku nejednotné vrstvy. Zvláště nižší váhová množství potahového materiálu, io např. 5 % hmotn. vzhledem ke hmotnosti jader, jsou nedostačující pro adekvátní krytí povrchových defektů nekvalitních jader a vedou k nepřijatelnému množství nekvalitně potažených částic. Lze předpokládat, že v takovém případě příliš mnoho výsledných částic uvolní příliš velké množství živin v prvních dnech, což je z hlediska požadovaného řízeného uvolňování hnojivá, pro hnojící přípravky nevyhovující.

Pokusy vyrovnat nejednotnost nebo neúplnost potahové vrstvy levných nekvalitních nepravidelných granulí aplikací tlustší potahové vrstvy nevedlo k očekávanému zlepšení. Například zdvojnásobení hmotnosti potahového materiálu na 10 % hmotn. vede lepšímu krytí povrchových nerovností substrátu. Nicméně tento tlustší vnější potah tak účinně zalepí živiny ve značném počtu granulí, zeje buď zcela „zamkne“ vůči uvolnění, nebo uvolnění prodlouží na nepřijatelně dlouhou dobu.

Podstata vynálezu

Hlavním předmětem předkládaného vynálezu je hnojící přípravek, jehož nutriční jádro obsahuje předběžný nebo vložený potah zvyšující zapouzdření dalšími vnějšími potahy.

Dalším předmětem vynálezu je hnojící přípravek s žádoucími charakteristikami řízeného uvolňo30 vání, vhodný zejména pro nutriční jádra s vysokým stupněm povrchových vad.

Dalším, příbuzným předmětem vynálezu je poskytnutí hnojícího přípravku, v němž nutriční jádra granulí nesou vícevrstevné potahy vytvrzené po aplikaci na jádro, což vede k požadovanému typu řízeného uvolňování. Tento typ uvolňování, je jiným postupem nedosažitelný, ať už s nebo bez použití nadbytku potahovacího materiálu.

Dalším významným předmětem vynálezu je hnojící přípravek, v němž povrchové vady nutričních granulí jsou překryty a/nebo plněny s použitím relativně nízkomolekulárních zapouzdřujících potahů. Toto řešení se vyhýbá drahým tlustým vrstvám, které způsobují „uzamknutí“ živin či nepřijatelně prodlužují dobu jejich uvolňování.

Ještě dalším významným předmětem vynálezu je postup přípravy hnojícího přípravku, který je nositelem některého, či několika z výše uvedených předmětů vynálezu, nebo dalších výhod, které vyplynou z dalšího popisu. Předkládaný postup je bezpečný a cenově uspokojivý.

Ve výhodném provedení vynálezu bylo potvrzeno, že jednoho i více z výše uvedených předmětů vynálezu lze dosáhnout při zavedení netvrzeného surového lněného olejového potahu nebo jiného vhodného netvrzeného olejového potahu mezi nutriční jádro a zapouzdřujícím potahem hnojících nutričních granulí, např. dicyklopentadien-lněný olej. Surový lněný olej lze před aplikací na nut50 riční jádra smíchat se spojovacím materiálem jako je jemná hlína, infusoriová zemina apod. Pokud je to žádoucí, lze dobu přípravy zkrátit zařazením sušicích látek jako je manganové či kobaltové sušidlo do směsi oleje a hlíny.

Bylo zjištěno, že použití hlíny se lněným olejem zlepšuje postup tvorby potahovaných granulo55 váných hnojících výrobků. Například bez použití hlíny vzniká velké množství jemných, tj.

-2CZ 302018 B6 malých, odlámaných kousků potahů, pri omílám částic během zpracování. Samotný lněný olej má dále sklon pronikat do dicyklopentadien-lněného olejového zapouzdřujícího potahu, smáčí nebo migruje okolo vnějších stěn zapouzdřujících polymemích vrstev. Přítomnost lněného oleje na vnější straně potahové vrstvy způsobuje provozní problémy.

Solidifikace olejového potahu vytvrzením na zvláštní vytvrzenou vrstvu dle Han senová patentu 518 předchází nežádoucí difúzi nebo migraci lněného oleje do vnějších zapouzdřujících vrstev. Vytvrzení předběžného potahu skutečně zasahuje do fyzikálních interakcí mezi surovým lněným olejovým předběžným potahem a zapouzdřující vrstvou. Nyní však bylo zjištěno, že předběžný io potah z lněného oleje, nevytvrzený, přispívá k podstatnému zlepšení překrytí povrchových defektů nutričních granulí následnou zapouzdřující vrstvou vede k lepším charakteristikám řízeného uvolňování hnojícího přípravku.

Předkládaný vynález vychází ze znalostí dříve neznámých interakcí mezi volně tekutým lněným olejem, který je smíchán s pojivovým materiálem jako je hlína, infusoriová hlinka a pod. a zapouzdřujícím potahem. Tyto interakce poskytují finálnímu výrobku takové uvolňovací charakteristiky, jaké dříve byly dosažitelné pouze za cenu vyšších hmotností potahových materiálů, zejména v případě substrátů obsahující dutiny nebo jiné povrchové vady či nerovnosti. Ačkoli to není zcela vysvětleno, v současné době se soudí, že interakce mezi lněným olejem a polymemí vrstvou účinněji vyplňují a uzavírají povrchové dutiny, štěrbiny a praskliny jader granulí. Stejné interakce zkracují dobu indukce.

Ve srovnání s dřívějšími výrobními postupy, podle nichž byl předběžný potah vytvrzen před aplikací vnějšího polymemího potahu, lze nově objevené interakce mezi olejovým předběžným potahem a zapouzdřujícím polymerem využít k novému postupu zpracování. Předběžný potah není vystavován vytvrzujícím teplotám před zavedením vnějšího zapouzdřujícího potahu, což poskytuje příležitost k projevu interakcí vedoucích k vyplňování a zátkování povrchových nedostatků substrátu. Pokud lze předběžné potahové materiály vytvrzovat při teplotách běžně používaných při aplikaci vnějších zapouzdřujících potahů, lze předpokládat, že k vytvrzení předběžného potahu dochází současně s vytvrzením zapouzdřující vrstvy.

Vynález nalézá využití zejména při potahování nekvalitních nutričních granulí, neboť i při použití nižšího množství materiálu na zapouzdřující potahy lze dosáhnout celkově výhodnějších charakteristik řízeného uvolňování. Předkládaný vynález je krokem vpřed v úsilí zlepšit krytí nutričních jader s nekvalitním povrchem a vyhnout se přitom nežádoucím efektům vyplývajícím ze tlusté potahové vrstvy a tedy vyšších nákladů na potahový materiál.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) z nutričních granulí o relativně nízké sfericitě, které byly potaženy 6 % hmotn. polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 2 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) z nutričních granulí o relativně nízké sfericitě, které byly potaženy 8 % hmotn. polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 3 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) z nutričních granulí o relativně nízké sfericitě, které byly potaženy 10 % hmotn. polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 4 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) z nutričních granulí o relativně nízké sfericitě, které byly potaženy před-3CZ 302018 B6 běžným potahem B (potah obsahující 1 % hmotn. lněného oleje) a 6 % hmotn. polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 5 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) z nutričních granulí o relativně nízké sfericitě, které byly potaženy předběžným potahem B (potah obsahující 1 % hmotn. lněného oleje) a 8 % hmotn. polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 6 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) z nutričních granulí o relativně nízké sfericitě, které byly potaženy předběžným potahem B (potah obsahující 1 % hmotn. lněného oleje) a 10 % hmotn. polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 7 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) z nutričních granulí o relativně nízké sfericitě, které byly potaženy předběžným potahem C (potah obsahující 0,5 % hmotn. lněného oleje) a 6 % hmotn. polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 8 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) z nutričních granulí o relativně nízké sfericitě, které byly potaženy předběžným potahem C (potah obsahující 0,5 % hmotn. lněného oleje) a 8 % hmotn. polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 9 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) z nutričních granulí o relativně nízké sfericitě, které byly potaženy předběžným potahem C (potah obsahující 0,5 % hmotn. lněného oleje) a 10 % hmotn. polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 10 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) ze substrátu Norsk (třídění +6, sfericita 80 %), který byl potažen 6 % hmotn. polymemí zapouzdřující vrstvy.

Obr. 11 je křivka průběhu uvolňování celkového množství živin (v procentech celkového obsahu dusíku) v čase (hodiny) ze substrátu Norsk (třídění +6, sférická 80 %), který byl potažen předběžným potahem C (potah obsahující 0,5 % hmotn. lněného oleje) a 5,5 % hmotn. polymemí zapouzdřující vrstvy.

Podrobný popis vynálezu

Vynález se týká nových hnojících výrobků a nových postupů jejich příprav. Obvykle jsou částice hnojivá tvořeny nutričním jádrem, předběžným potahem a vnějším zapouzdřujícím potahem. Jádro bývá tvořeno standardním NKP nebo hnojícími granulemi, jak je dobře známo v oblasti techniky, a tyto složky jsou komerčně dostupné u společností Norsk Hydro, Kemira a pod. Alternativně lze použít jádro z jiných běžně dostupných živin (jako je např. močovina). Jádro dále případně obsahuje ještě sekundární živiny, jako je vápník, hořčík a síra nebo stopové živiny jako jsou železo, měď, zinek, mangan, bór a molybden.

Ač lze předkládaný vynález aplikovat na relativně sférické granule s poměrně hladným povrchem, jeho hlavní přednost tkví v možnosti přípravy hnojiv s řízeným uvolňováním z nutričních granulí nepravidelných tvarů, granulí obsahující dutiny a různé povrchové vady, praskliny a zlomy. Příkladem relativně hladkého nutričního jádra jsou komplexní hnojivá Norsk NPK. Nutriční granule o relativně nekvalitním povrchu jsou levnější, komerčně dostupné, obvykle o sfericitě pouze 50 % hmota, a méně.Výhodným provedením předkládaného vynálezu je proto relativně levné využití materiálu o nízké sfericitě jako nutričního jádra.

-4CZ 302018 B6

Test sfericity používaný pro předkládané účely pro stanovení sfericity produktu a výchozích surových částic vychází z postupu popsaného Carpenterem a Deitzem (Research Paper 2238, 3, of Res. Of the NBS 41 (37), září 1951). Konkrétně zařízení pro stanovení sfericity produktu a výchozích surových částic obsahuje rotační stůl o průměru 45,72 cm, s 10° sklonem proti horizontální rovině. Rotační stůl se otáčí rychlostí 2 ot/min. Z vibračního zásobníku jsou dodávány částice. Částice dopadají na dolní levou stranu stolu, průměrně 12,7 cm od středu pod úhlem 45° od kolmice. Pád částice je výhodně 0,635 cm a méně.

Na stůl se průměrně pomatu dodá asi 100 g nutričních částic. Sférické částice se skutálejí ze stolu do sběrné pánve. Nesferické zůstanou na rotačním stole az do fyzického odstranění. Obě získané frakce se zváží a stanoví se procentuální podíl sférických částic.

Předběžná potahová vrstva je výhodně směs surového lněného oleje a jemné hlíny. Předběžný potahový materiál musí být schopen obtékat povrch substrátu a pronikat do vnějšího potahu. Musí mít nízké povrchové napětí a nízkou viskozitu. Přijatelnou alternativou ke lněnému oleji jsou další organické oleje jako je sójový, tonkový, cyklopentadienové modifikované sušicí oleje a lubrikační oleje. Lze použít i jiné oleje o viskozitě nižší než 50 Ns/m² kompatibilní s vnějším potahem, pokud mají dostatečně nízké povrchové napětí, jsou kompatibilní s materiálem použitým pro vnější zapouzdřující vrstvu a jsou schopné adekvátně pronikat zapouzdřující vrstvou, čímž ovlivňují charakteristiky týkající se řízeného uvolňování. Jako předběžný potah je rovněž vhodná pryskyřice lněného oleje s cylopentadienem. Tuto pryskyřici, obvykle používanou jako zapouzdřující potah s minerálními alkoholy o koncentraci vyšší než 50 % hmotn. pevných složek, lze aplikovat jako předběžný potah při dalším zředěný minerálními alkoholy na 40 % hmotn. pevných pryskyřičných Částic. Jako pojivový materiál pro smíchání s organickým olejem je výhodné použít jemnou hlínu. Jemné hlíny jsou komerčně dostupné jako RM-4 u Industrials Minerals Company, a Huber 90 a Polygloss 90 u JM Huber Corporation. Alternativně lze použít místo jemné hlíny nebo navíc k ní talky, infusoriové zeminy a absorbentní křemíčitany.

Předběžné potahy jako surový lněný olej smáčejí vnější potah a zanechávají jej vláčnýma odolný vůči otěru. Zavedení hlíny do směsi se lněným olejem omezuje kontakt lněného oleje pouze na tu část vnějšího potahu, která sousedí s předběžným potahem. Tyto hlíny typicky absorbují 40 % hmotn. i více oleje, velikost jejich částic odpovídá stavu, kdy minimálně 60 % částic projde filtrem ě. 200. Bylo zjištěno, že lze docílit dobrého potažení, použije-li se jako předběžný potah surový lněný olej, vtom případě je však nutno přidat další čas na vysušení vnějšího obalu. Tento problém lze vyřešit přidáním sušidla do směsi pro předběžný potah obsahující olej a hlínu. Příklady vhodných sušidel jsou kobalt mangan, mangan, kobalt vápník, zirkon kobalt ajejich směsi.

Předběžný obal se výhodně aplikuje v poměrném množství 0,5 až 1,0 % hmotn. oleje vzhledem k hmotnosti jádra. Alternativně předběžný potah obsahuje až 3,0 % hmotn. oleje. Vyšší obsah oleje je zvláště vhodný pro vytvoření dobrých uvolňovacích vlastností u nutričních jader o tak nízké sfericitě, jakoje 20 %.

Vnější potah musí být kompatibilní s předběžným potahem a poskytovat nezbytné krytí a bariérové vlastnosti. Vnější potah je výhodně polymemí dicyklopentadienový (..DCPD) produkt (obsahující lněný olej nebo alkydovou pryskyřici sójového olejového původu), jako např. pryskyřice OSMOCOTE® komerčně dostupná u The Scotts Company. Alternativně lze použít i jiné pečetící materiály jako zapouzdřující potah, jako pryskyřičnatá olejová sušidla, jiné termosetové polymery a pryskyřice jako polyestery, polyamidy nebo polyurethany, a termoplastové pryskyřice. Konkrétnějším příkladem jsou DCPD modifikovaný lněný olej nebo alkydové pryskyřice a uhlovodíkové termoplastové pryskyřice.

Žádoucích uvolňovacích vlastností hnojících přípravků předkládaného vynálezu lze dosáhnout tím, že se předběžný potah nevystaví působení příliš vysokých teplot bezprostředně po aplikaci na jádro, ale až před zavedením zapouzdřující vrstvy. Ve výhodném provedení, kdy vytvrzovací

-5CZ 302018 B6 teplota pro lněný olejový potah je stejná jako teplota pro polymemí zapouzdřující vrstvu, dochází k vytvrzení předběžného obalu in šitu, bezprostředně po aplikaci zapouzdřující vrstvy na nutriční granule. Alternativně lze vytvrzovat předběžný potah po aplikaci zapouzdřující vrstvy, ale před jejím vytvrzením.

Podle výhodného provedení vynálezu se lněný olejový předběžný potah aplikuje při teplotě 60 °C, při níž nedochází k podstatnějšímu vytvrzování. Lze očekávat že zapouzdřující vrstva bude aplikována při teplotě 60 °C nebo vyšší. Protože vytvrzení lněného předběžného potahu trvá déle než vytvrzení zapouzdřující vrstvy, ve výhodném provedení dochází k vytvrzení obou potahů současně.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

22,66 kg granulovaného nutričního substrátu (jádro) bylo umístěno do zkušebního potahovacího zařízení a předehřálo na 55 až 60 °C, 15 min před potahováním. Předběžný potahový materiál byl dodáván rychlostí průměrně 0,045 kg/min při 55 až 60 °C. Ihned po dodání předběžného potahu byla zahájena aplikace zapouzdřujícího potahu, rychlostí průměrně 0,045 kg/min a vnitrní teplota byla postupně zvyšována. Příležitostně byly zařazeny dvě tříminutové prodlevy během aplikace zapouzdřující vrstvy, aby bylo zaručeno úplné vytvrzení předchozího zapouzdřujícího materiálu. Finální vnitřní teplota dosáhla hodnoty 85 až 86 °C. Po ukončení dodávky kapalných složek byl uzavřen přístup vzduchu, přidáno 50 ml hlíny, přístup vzduchu opět otevřen a směs ponechána vychladnout na teplotu 71 °C. Produkt byl dále chlazen na 54 °C v cementové míchačce.

Výrobky vyrobené popsaným postupem byly analyzovány testem DDR-40. Při tomto testu se vzorky umístí do vody teplé 40 °C. Vzorek (15 g) v nylonovém sáčku se suspenduje v 150g vody. Během testu se odebírají alikvoty roztoku a po 1,3,7 a 10 dnech se zcela vyměňuje voda, dále se vyměňuje 3 až 4 denních intervalech až do uvolnění celkového množství živin. V odebraných alikvotech je stanoven obsah dusíku (někdy též obsah draslíku, fosforu i jiných živin) a vyjádřen v procentech uvolněného dusíku vzhledem k celkovému množství dusíku v produktu.

-6 CZ 302018 B6

Tabulka 1

5 % hmotn. zapouzdřující pryskyřice OSMOCOTE® na substrátu Norsk 21-7-14
Pokus. č.	Předběžný potah	DDR-40, uvolnění po 3 dnech (% hmotn.)	DDR-40, maximum uvolněných živin (dny)
Pokusný přípravek 1	Žádný	16	32
Pokusný přípravek 2	1 % hmotn. surového lněného oleje	10	14
Výrobek 1	Žádný	21	27
Výrobek 2	0,5 % hmotn. surového lněného oleje + hlína	11	20

U některých produktů s řízeným uvolňováním nastalo maximum přírůstkového uvolnění dle testu DDR-40 po 32 dnech, jak je například uvedeno u přípravku neobsahujícího předběžný potah, což je po nevhodně dlouhé době. Pro tyto výrobky, obsahující 13 % hmotn. a méně nedostatečně potažených částic, je ovšem množství uvolněných živin po 3 dnech, dle DDR-40, vyhovující.

ίο V tabulce 1 lze porovnat výsledky testu DDR—40 pro pokusný přípravek č. 1, neobsahující předběžný potah a pokusný přípravek č.2 s předběžným potahem. Za povšimnutí stojí zlepšení hodnoty uvolněného množství živin po 3 dnech, množství 16 % kleslo na 10 % pro přípravek s předběžným lněným olejovým potahem. Přípravek s předběžným lněným olejovým potahem rovněž vykazuje maximum uvolněných živin po 14 dnech oproti 32 dnům pro přípravek bez předběž15 ného potahu. Podobné zlepšení lze pozorovat při porovnání výsledků testu DDR-40 u výrobků 1 bez předběžného potahu a výrobku 2 s předběžným potahem na bázi směsi oleje s hlínou.

Příklad 2

V tabulce 2 jsou na třech přípravcích ukázány způsoby využití předběžných potahů dle předpokládaného vynálezu.

-7CZ 302018 B6

Tabulka 2

Předběžný potah A	Předběžný potah B	Předběžný potah B
1 % pryskyřice	1 % olej	0,5 % olej
40 % pryskyřice	Surový lněný olej	Surový lněný olej
(75 %)	(75 %)	(75 %)
RM-4 hlína	RM-4 hlína	RM-4 hlína
(25 %)	(25 %)	(25 %)
Sušidlo:914-4	Sušidlo:914-4	Sušidlo:914-4
Mooney Chemicals (% vlhkého sušidla na pevné částice pryskyřic)	Mooney Chemicals (% vlhkého sušidla na pevné částice pryskyřic)	Mooney Chemicals (% vlhkého sušidla na pevné částice pryskyřic)
7,5%	7,5%	7,5%
Kobalt (%)	Kobalt (%)	Kobalt (%)
3,3 %	3,3 %	3,3 %
Mangan (%)	Mangan (%)	Mangan (%)
6,5 %	6,5 %	6,5 %
Barva: modročemá	Barva: modročemá	Barva: modročemá
NVM (%() (pevné složky)	NVM (%() (pevné složky)	NVM (%() (pevné složky)
60	60	60
WT/Gal., Lbs	WT/Gal., Lbs	WT/Gal., Lbs
8,2	8,2	8,2
Teplota vzplanutf	Teplota vzplanutí	Teplota vzplanutí
40“C	40ⁿC	40“C

Pryskyřice předběžného potahu Aje nízkoviskózní roztok DCPD modifikovaného lněného oleje zředěný minerálními alkoholy a smíchaný s vhodným absorbentem a sušidlem. Předběžný potah byl zředěn minerálními alkoholy tak, aby obsahoval 40 % hmotn. pevných částic pryskyřice. Předběžné potahy B a C představují 1 %, resp. 0,5 % surový lněný olej s vhodným absorbentem a sušidlem. Analýza rychlosti rozpouštění potahovaných výrobků byla provedena postupem ART10 80 ( 80 °C vodní vyluhovací lázeň), provedeném podle příkladu 1, postupu DDR-40, pouze s tím rozdílem, že během stanovování nebyla vyměňována vodní vyluhovací lázeň. Pro některé výrobky s řízeným uvolňováním je hodnota maximálního uvolňování podle ART-80 po 15 h i kratší době přijatelná, žádoucí je maximum uvolnění po 10 hodinách. Byl použit hrubý granulámí substrát (17-10-13) s relativně vysokým podílem částic s nedokonalým povrchem (sfericita 50 % i

-8CZ 302018 B6 méně). Pro předběžné potahy byly použity tři hmotnosti zapouzdřujících potahů: 6, 8, a 10 % hmotn. Požadovaná rychlost uvolňování podle ART-80 vedla pouze k 4 % a nižšímu množství uvolněných živin pod dvou hodinách (při použití nekvalitně potažených částic).

Přírůstková rychlost uvolňování podle ART-80 pro standardní nepotahované hnojivo je uvedena na obr. 1 až 3. Kumulovaná rychlost uvolňování po dvou hodinách je součtem přírůstkové rychlosti po jedné hodině a po dvou hodinách. Vysoká kumulovaná rychlost uvolňování po dvou hodinách obvykle znamená příliš vysoký počet nedostatečně potažených částic. Přírůstková rychlost uvolňování v případě 6 % potahu, který je tvořen relativně tenkou vrstvou OSMOCOTE®, je uvedena na obr. 1. Tento hnojící přípravek má kumulované uvolňování po 2 hodinách 17 %, což je nepřijatelně vysoká hodnota. Naznačuje, že zapouzdřující potah nedostatečně překryl povrchové nerovnosti příliš mnoha granulí. V případě 8 % potahu, jak je uvedeno na obr. 2 hodnota kumulovaného uvolňování po dvou hodinách rovněž přesahuje žádoucí 4 %. Konečně pri 10 % potahu, dle obr. 3, je hodnota uvolňování po dvou hodinách nižší než 4 %.

Obr. 4 až 6 dokládají výsledky uvolňovacího testu ART-80 pro předběžný potah Β, 1 % směs lněného oleje s hlínou v poměru 3:1a sušidla. S použitím předběžného potahu B a 6 % zapouzdřujícího potahuje hodnota uvolňování po dvou hodinách dle ART-80 snížena na 5 % (obr. 4). Hodnota uvolňování pro 8 % zapouzdřující potah s předběžným potahem B (obr. 5) je podobná, jako v případě 10 % zapouzdřujícího potahu bez předběžného potahu (obr. 3) a vykazuje zřejmé zlepšení v hodnotě dvouhodinového uvolňování podle ART-80 proti 8 % zapouzdřujícímu potahu OSMOCOTE® použitému bez předběžného potahu. S rostoucím množstvím použitého zapouzdřujícího potahu se prodlužuje doba maximálního uvolnění živin, což vede produktům s prolongovaným účinkem (obr. 4-6). Předběžný potah B s 6% pryskyřicí dosahuje maximální hodnoty uvolňování po deseti hodinách, což je pro některé produkty s řízeným uvolňováním přijatelné.

Obr. 7 až 9 dokládají výsledky přípravků, kde byle 6%, 87% a 10% zapouzdřující potahy použity spolu s předběžným potahem C (0,5 % směs lněného oleje s hlínou v poměru 3:1 a sušidla). Předběžný potah C vede k hodnotám položeným mezi výsledky přípravků bez předběžného potahu a přípravků s 1% předběžným potahem. V případě 8% zapouzdřujícího potahu, jek je uvedeno na obr. 8, předběžný potah C snižuje množství nedokonale potažených částic proti přípravku potaženému pouze 8% zapouzdřujícím potahem bez předběžného potahu (obr. 2).

Podobný přínos vykazují pokusy provedené se substrátem Norsk, který má relativně hladký povrch. Vzhledem k hladkému povrchu částic, lze snížit množství lněného oleje používaného pro předběžný potah na hodnotu 0,5 % (předběžný potah C). Pro srovnávací účely byl proveden test ART-80 (uvolňování po hodinách při 80 °C). Přírůstkové hodnoty uvolňování pro substrát Norsk jsou uvedeny na obr. 10 a 11.

Částice +6 mesh (velké částice) obsahují relativně velké množství nepravidelných útvarů což vede k příliš mnoha nedokonale potahovaným částicím a příliš dlouhé době indukce. Sfericita částic této frakce (+6 mesh) je 80 %. Použití standardního 6% zapouzdřujícího potahu vede po dvou hodinách k 9% kumulovanému uvolňování (žádoucí jsou maximálně 4 %) a maximum uvolnění nastává po dvaceti hodinách. Tyto hodnoty naznačují, že produkt obsahuje příliš mnoho residuálního materiálu a nepřijatelné množství nedokonale potažených částic. S použitím předběžného potahu C a 5,5% zapouzdřujícím potahem (obr. 11) se podíl nedokonale potažených částic sníží, což vede k 5% uvolňování po dvou hodinách a ke zkrácení doby maximálního uvolnění na 13 hodin.

Předběžné potahy předkládaného vynálezu přinášejí několik výhod:

1) Lze připravit produkty s vyšší rychlostí uvolňování aniž by se zvýšil podíl nedokonale potažených částic i s použitím levnějšího substrátu. To umožňuje výrobu produktů s účinnějším řízeným uvolňováním živin.

-9CZ 302018 B6

2) Lze použít nižší množství materiálu na zapouzdřující potahy (což vede k levnějším produktům, potahovaným pouze 5 % pryskyřice a potahem B).

3) Zkrácení indukční (neaktivní) doby (doby s minimální rychlostí uvolňování), jak bylo ukázáno 5 např. u přípravku bez lněného oleje (viz. tab. 1 a obr. 10-11).

Předkládaný vynález byl popsán na příkladu výhodného provedení s určitým stupněm konkrétnosti údajů, je proto zřejmé, že jiná konkrétní provedení se mohou mírně odlišovat od popsaných údajů a přesto je lze zahrnout do rámce předkládaného vynálezu, jak je definován v následujících w nárocích.

Průmyslová využitelnost

Vynález přináší průmyslově využitelné hnojící přípravky s řízeným uvolňováním živin. Jejich příprava spočívá v zavedení předběžné potahové vrstvy tvořené směsí lněného oleje, hlíny a sušidla vedle standardního zapouzdřujícího pryskyřičnatého potahu. Pro předkládaný způsob potahování lze použít i méně kvalitní substrát a nižší množství drahého zapouzdřujícího potahového materiálu, což snižuje výrobní náklady.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Hnoj i vo s řízeným uvolňováním, vyznačující se tím, že obsahuje; granulované jádro nutričního materiálu;

předběžný potah organického oleje aplikovaný na granulované jádro a vytvrzen po aplikaci poly30 memího zapouzdřujícího potahu; a polymemí zapouzdřující potah na granulovaném jádře.
2. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku l, vyznačující se tím, že organický olej je ve směsi s pojivém zvoleným ze skupiny látek zahrnující hlíny, talky, infusoriové

35 zeminy a absorbentní křemiěitany a jejich směsí.
3. Hnoj ivo s řízeným uvolňováním podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje granulované jádro o sfericitě 50 % a méně.

40
4. Hnoj ivo s řízeným uvolňováním podle nároku 3, vyznačující se tím, že organickým olejem je surový lněný olej.
5. Hnoj ivo s řízeným uvolňováním podle nároku 2, vyznačující se tím, že pojivém je jemná hlína.
6. Hnoj ivo s řízeným uvolňováním podle nároku 2, vyznačující se tím, že předběžný potah dále obsahuje sušidlo.
7. Hnoj ivo s řízeným uvolňováním podle nároku 1, vyznačující se tím, že jádro je 50 zvoleno ze skupiny zahrnující granule NPK, hnojící granule, močoví nové granule a jejich směsi.
8. Hnoj ivo s řízeným uvolňováním podle nároku 7, vyznačující se tím, že jádro dále obsahuje jednu nebo několik sekundárních živin zvolených ze skupiny zahrnující vápník, síru, hořčík, železo, měď, zinek, mangan, bór a molybden.

- 10 CZ 302018 B6
9. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje jádro o sfericitě 50 % a méně, a že hnojivo s řízeným uvolňováním má 4% nebo nižší kumulované uvolňování po dvou hodinách při laboratorním testu ART-80, s 8 % hmotn. zapouzdřujícího potahu vzhledem k hmotnosti jádra, nebo méně.
10. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 9, vyznačující se tím, že má maximální přírůstkové hodnoty uvolňování podle testu ART 80 za 15 h a méně.
11. Hnojivo s řízeným uvolňováním, vyznačující se tím, že obsahuje:

granulované jádro nutričního materiálu;

potah na granulovaném jádře obsahující směs:

a) oleje zvoleného ze skupiny zahrnující lněný olej, sójový olej, tonkový olej, dicyklopentadienové modifikované sušicí oleje, lubrikační oleje ajejich směsi a

b) pojivá zvoleného ze skupiny zahrnující jemné hlíny, talky, infusoriové zeminy a absorbentní křemičitany ajejich směsi, který je vytvrzen po aplikaci polymemí zapouzdřující vrstvy na granulované jádro; a polymemí zapouzdřující potah aplikovaný na předběžný potah.
12. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 11, vyznačující se tím, že polymemím zapouzdřujícím potahem je kopolymer dicyklopentadienu a sloučeniny zvolené ze skupiny zahrnující lněný olej, alkydovou pryskyřici na bázi sójového oleje ajejich směsi.
13. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 11, vyznačující se tím, že obsahuje jádro o sfericitě 50 % a méně, a že hnojivo s řízeným uvolňováním má 4% nebo nižší kumulované uvolňování po dvou hodinách při laboratorním testu ART-80, s 8 % hmotn. zapouzdřujícího potahu vzhledem k hmotnosti jádra, nebo méně.
14. Hnojivo s řízeným uvolňováním připravitelné způsobem obsahujícím kroky

a) aplikaci organického oleje na nutriční jádro za vzniku dosud nevytvrzeného předběžného potahu;

b) aplikaci polymemí vrstvy před vytvrzen ím organického oleje; a

c) současné vytvrzen i organického oleje i polymemí vrstvy.
15. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 14, vyznačující se tím, že se organický olej aplikuje při teplotě 60 °C a menší.
16. Hnojivo s řízeným, uvolňováním podle nároku 15, vyznačující se tím, že při teplotě 60 °C a vyšší dojde k současnému vytvrzení obou vrstev.
17. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 14, vyznačující se tím, že se organický olej smíchá s pojivém zvoleným ze skupiny zahrnující jemnou hlínu, talek, infusoriovou zeminu, absorbentní křemičitany ajejich směsi,
18. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 17, vyznačující se tím, že se jako organický olej použije surový lněný olej.
19. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 17, vyznačující se tím, že se jako pojivo použije jemná hlína.

-11 CZ 302018 B6
20. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 19, vyznačující se tím, že se použije polymemí zapouzdřující potah, který je zvolen ze skupiny zahrnující olejo—pryskyříčnaté sušicí oleje, polyestery, polyamidy, polyurethany, termoplastové pryskyřice, dicyklopentadienový modifikovaný lněný olej, dicyklopentadienové modifikované alkydové pryskyřice, uhlovodíkové termoplastové pryskyřice a jejich směsi.
21. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 20, vyznačující se tím, že obsahuje jádro o sfericitě 50 % a méně, a že hnojivo s řízeným uvolňováním vykazuje 4% nebo nižší kumulované uvolňování po dvou hodinách při laboratorním testu ART-80, s 8 % hmotn. zapouzdřujícího potahu vzhledem k hmotnosti jádra, nebo méně.
22. Hnojivo s řízeným uvolňováním připravitelné způsobem obsahujícím kroky

a) potažení nutričního jádra předběžným potahem při 60 °C a menší;

b) zapouzdření předběžného potahu polymemí vrstvou; a

c) současné vytvrzení předběžného potahu a zapouzdřující polymemí vrstvy při teplotě 60 °C a vyšší.
23. Hnojivo s řízeným uvolňováním podle nároku 22, vyznačující se tím, že obsahuje jádro o sfericitě 50 % a méně, a že hnojivo s řízeným uvolňováním vykazuje 4% nebo nižší kumulované uvolňování po dvou hodinách při laboratorním testu ART-80, s 8 % hmotn. zapouzdřujícího potahu vzhledem k hmotnosti jádra, nebo méně.
24. Způsob přípravy hnojivá s řízeným uvolňováním, využívající nutriční jádro, vyznačující se t í m , že zahrnuje kroky:

a) předběžné potažení nutričního jádra olejem voleným ze skupiny zahrnující lněný olej, sójový olej, tonkový olej, dicyklopentadienové modifikované sušicí oleje, lubrikační oleje a jejich směsi;

b) aplikace zapouzdřující polymemí vrstvy na předběžně potažené nutriční jádro před vytvrzením předběžného potahu; a

c) vytvrzení předběžného potahu po aplikaci zapouzdřující vrstvy.
25. Způsob podle nároku 24, vyznačující se tím, že předběžná potahová směs dále obsahuje pojivo volené ze skupiny zahrnující jemnou hlínu, talek, infusoriovou zeminu absorbentní křemičitany a jejich směsi a sušidlo zvolené ze skupiny zahrnující kobalt mangan, mangan, kobalt vápník, zirkon kobalt a jejich směsi.
26. Způsob podle nároku 24, vyznačující se tím, že předběžný a zapouzdřující potah jsou vytvrzeny současně.
27. Způsob podle nároku 24, vyznačující se tím, že předběžný potah je vystaven teplotě 60 °C a nižší před aplikací zapouzdřující vrstvy.
28. Způsob podle nároku 24, vyznačující se tím, že vytvrzení probíhá při teplotě 60 °C a vyšší.
29. Způsob podle nároku 25, vyznačující se tím, že předběžný potah se aplikuje v množství 0,5 až 3,0 % hmotn. vzhledem ke hmotnosti nutričního jádra.
30. Způsob podle nároku 24, vyznačující se tím, že zapouzdřující vrstva se aplikuje v množství 5 až 10 % hmotn. vzhledem ke hmotnosti nutričního jádra.

-12CZ 302018 B6
31. Způsob podle nároku 24, vyznačující se tím, že vychází z jádra o sferieitě 50 % a méně, a že hnojivo s řízeným uvolňováním vykazuje 4% nebo nižší kumulované uvolňování po dvou hodinách při laboratorním testu ART-80, s 8 % hmotn. zapouzdřujícího potahu vzhledem k hmotnosti jádra, nebo méně.
32. Způsob přípravy hnojivá s řízeným uvolňováním, využívající nutriční jádro s povrchovými nerovnostmi, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky:

a) předběžné potažení nutričního jádra směsí surového lněného oleje s pojivém a sušidlem, v množství 0,5 až 3,0 % hmotn. vzhledem ke hmotnosti nutričního jádra, při teplotě 60 °C a nižší;

b) aplikace zapouzdřující polymemí vrstvy na předběžně potažené nutriční jádro v množství 5 až 10 % hmotn. vzhledem ke hmotnosti nutričního jádra; a

c) vytvrzení předběžného a zapouzdřujícího potahu při teplotě 60 °C a vyšší.
33. Způsob podle nároku 32, vyznačující se tím, že vychází z jádra o sferieitě 50 % a méně, a že hnojivo s řízeným uvolňováním vykazuje 4% nebo nižší kumulované uvolňování po dvou hodinách při laboratorním testu ART-80, s 8 % hmotn. zapouzdřujícího potahu vzhledem k hmotnosti jádra, nebo méně.