DE19513560A1 - Absorbent granules made of diatomaceous earth - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft neuartige absorbierende Granulate und ihre Verwendung, insbesondere als Trägermaterialien für Pflan zen.The present invention relates to novel absorbent granules and their use, in particular as carrier materials for Pflan Zen.
Die Trägermaterialien, die für Hydrokulturen (hydroponische Kultur) oder für Topfpflanzenkulturen verwendet werden, sind Sand, vulkani scher Bimsstein, Perlite, Vermikulite, Blähton, Baumstammrinde, brau ner oder heller Torf.The carrier materials used for hydroponics (hydroponic culture) or used for pot plant cultures are sand, vulkani pumice stone, perlite, vermiculite, expanded clay, tree trunk bark, brew ner or bright peat.
Der Blähton oder die Baumstammrinde haben den Nachteil, daß sie im Bereich zwischen 15 und 150 µm nicht sehr porös sind. Die Was serretention dieser Träger ist folglich sehr begrenzt, wodurch diese Träger in einer Hydrokultur permanent bewässert werden müssen.The expanded clay or the tree trunk bark have the disadvantage that they in the range between 15 and 150 microns are not very porous. The what The retention of these carriers is therefore very limited, as a result of which Carriers must be permanently irrigated in a hydroponic culture.
Die Perlite oder Vermikulite zeigen im Bereich zwischen 15 und 150 µm mehr Porosität als der Blähton oder die Baumstammrinde. Die Belüftung dieser Trägermaterialien ist von Bedeutung, denn das zwi schen dem Granulat befindliche Wasser kann leicht abfließen. Diese Trägermaterialien werden sehr oft in Hydrokulturen verwendet.The perlites or vermiculites show in the range between 15 and 150 μm more porosity than expanded clay or tree trunk bark. The Ventilation of these substrates is important because the zwi The water contained in the granules can drain off easily. These Carrier materials are very often used in hydroponics.
Sand kann im wesentlichen in der intergranularen Porosität mehr Was ser speichern als die zuvor genannten vier Trägermaterialien, wobei aufgrund des Wassers in den Poren nur wenig Volumen für die Luft verbleibt. Daher erfordert der als Kulturmedium verwendete Sand eine häufige Bewässerung in regelmäßigen Abständen. Eine solche perma nente Bewässerung führt jedoch zur Erstickung und Fäulnis der Wur zeln.Sand can essentially do more in intergranular porosity save as the aforementioned four support materials, wherein due to the water in the pores only little volume for the air remains. Therefore, the sand used as a culture medium requires a frequent watering at regular intervals. Such a perma However, irrigation leads to the suffocation and rottenness of the worms individually.
Torf als Trägermaterial ist eher für Topfpflanzen als für Hydrokulturen geeignet. Er besitzt Luft- und Wasserretentionskapazitäten, die ihm zu einem beliebten Material für den Gartenbau machen. Er darf allerdings nicht austrocknen, weil er sonst hydrophob und somit sehr schwierig zu befeuchten ist (vgl. Soil Science, 1991, 152-2, S. 100-107, B. Valat, C. Jouany und L. M. Riviere: Characterisation of the Wetting of Air Dried Peats and Composts). Ein weiterer Nachteil ist, daß er sich im Laufe der Zeit zusammenzieht, was die Belüftung der Wurzeln und somit das Wachstum der Pflanzen einschränkt.Peat as carrier material is more for potted plants than for hydroponics suitable. He owns air and water retention capacities that allow him to a popular material for horticulture. He may, however do not dry out because otherwise it is hydrophobic and therefore very difficult to moisturize (see Soil Science, 1991, 152-2, pp. 100-107, B. Valat, C. Jouany and L.M. Riviere: Characterization of the Wetting of Air Dried Peats and Composts). Another disadvantage is that he is in the Over time, it deepens the aeration of the roots and thus limiting the growth of the plants.
Ein gutes Trägermaterial für Pflanzen, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, ist gekennzeichnet durch:A good substrate for plants, on which the present Invention is characterized by:
- - einen Wasserbedarf von mindestens 8%,- a water requirement of at least 8%,
- - ein Luftvolumen in dem Schüttvolumen des Trägermaterials von mehr als 20%,- An air volume in the bulk volume of the carrier material of more than 20%,
- - eine strukturelle Stabilität von mehr als 80%,- a structural stability of more than 80%,
- - einen pH-Wert zwischen 3,5 und 8,a pH between 3.5 and 8,
- - eine sehr hohe Permeabilität, die mehr als 15 Darcy beträgt.- a very high permeability, which is more than 15 Darcy.
Weitere gewünschte Eigenschaften sind:Other desired properties are:
- - ein geringer Gehalt an Schwermetallen,- a low content of heavy metals,
- - eine gute mechanische Widerstandsfähigkeit gegen Verdichtung,a good mechanical resistance to compaction,
- - eine gute Kationenaustauschkapazität (Ca⁺⁺, Na⁺, Mg⁺, K⁺), die bei Topfpflanzenkulturen größer als 100 Milliäquivalente/dm³ oder bei Hydrokulturen kleiner als 100 Milliäquivalente/dm³ ist.- a good cation exchange capacity (Ca⁺⁺, Na⁺, Mg⁺, K⁺), which at Pot plant cultures greater than 100 milliequivalents / dm³ or at Hydroponic cultures is less than 100 milliequivalents / dm³.
- - eine leichte Wiederbefeuchtung nach einer zufälligen Austrock nung.- a slight rewet after a random drying voltage.
Eine gute mechanische Widerstandsfähigkeit bei der Sterilisation mit tels Wasserdampf ist für Hydrokulturen ebenfalls eine günstige Eigen schaft, weil diese bakteriologisch inert sein sollen, insbesondere wenn es darum geht, ein Trägermaterial am Ende des Kulturkreislaufes wie der zu verwenden.Good mechanical resistance during sterilization with Water vapor is also a beneficial property for hydroponics because they are said to be bacteriologically inert, especially when It's about a carrier material at the end of the cultural cycle like to use the.
Spezielle Eigenschaften sind im folgenden präzisiert:Special features are specified below:
Die Wasserretention eines Trägermaterials wird als die Masse des absorbierten Wassers pro kg des Hydrokultur-Trägermaterials ausge drückt. Das durch die Pflanzen assimilierbare Wasser bzw. das für die Pflanze nutzbare Speicherwasser ist das Wasser, das in den Poren mit einer Größe von 1,5 bis 150 µm gespeichert wird. Dies ist von dem Wasserbedarf, also dem Wasser, das durch die Pflanze leicht extrahiert werden kann, zu unterscheiden, wobei das Wasser in den Poren mit einer Größe von 15 bis 150 µm gespeichert ist. Das in den Poren mit der geringeren Größe von 1,5 bis 15 µm gespeicherte Wasser ist durch die Pflanze assimilierbar, was allerdings aufgrund des erforderlichen Ansaugens des Wassers Streßbedingungen schafft: daher wird dieses Wasser hier als Streßwasser bezeichnet. Das in den Poren mit einer Größe unter 1,5 µm gespeicherte Wasser ist nicht von der Pflanze assimilierbar und somit für die Pflanze nutzlos: daher wird es hier als nicht nutzbares Speicherwasser bezeichnet. Natürlicher, in Steinbrü chen vorkommender Ton enthält beispielsweise das 2 bis 3fache sei nes Gewichts an Wasser, aber die Pflanzen können darin nicht gedei hen, weil die Porengröße dieses Tons geringer als 1,5 µm ist.The water retention of a carrier material is considered the mass of the absorbed water per kg of hydroponic carrier material out suppressed. The water that can be assimilated by the plants or that for the Plant usable storage water is the water that is in the pores a size of 1.5 to 150 microns is stored. This is from the Water needs, so the water that is easily extracted by the plant can be distinguished, taking the water in the pores with a size of 15 to 150 microns is stored. That in the pores with The smaller size of 1.5 to 15 μm stored water is through the plant can be assimilated, which, however, due to the required Soaking up the water creates stress conditions: hence this becomes Water here referred to as stress water. That in the pores with one Size below 1.5 μm stored water is not from the plant assimilable and thus useless for the plant: therefore it is here as not usable storage water called. More natural, in Steinbrü chen occurring tone contains, for example, be 2 to 3 times weight of water, but the plants can not thrive in it hen because the pore size of this clay is less than 1.5 microns.
Das nutzbare Speicherwasser und der Wasserbedarf werden als pro zentuales Verhältnis von dem durch Wasser belegten Volumen und dem durch das trockene Pflanzensubstrat belegte Volumen (Schüttvolumen des Pflanzensubstrats) ausgedrückt. Diese beiden Fak toren werden gemäß dem Verfahren von D. Tessier und J. Berrier gemessen, das in "Utilisation de la microscopie à balayage dans l′observation de sols soumis à diff´rents pH", Science du Sol, 1, 67-82, 1979, beschrieben ist.The usable storage water and water needs are considered as per zentual ratio of the water occupied volume and the occupied by the dry plant substrate volume (Bulk volume of the plant substrate). These two fac They are prepared according to the method of D. Tessier and J. Berrier "Utilization de la microscopie à balayage dans l'observation de sols soumis à diff'rents pH ", Science du Sol, 1, 67-82, 1979, is described.
Die strukturelle Stabilität ist ein wichtiges Kriterium in bezug auf die Zerbröckelung eines Trägermaterials unter Einwirkung von ausgiebi ger und häufiger Bewässerung und seine Stabilität gegenüber Wasser; denn gewisse ton- oder lehmhaltige Erden zerfallen schon allein auf grund eines Anstiegs des Kapillarwassers in den Poren oder Kanälen der Materialien. Das Material zerfällt durch Explosion der eingeschlos senen Luftblasen und verwittert somit. Man testet das Material, indem man in ein 50 ml-Reagenzglas 5 g trockenes Trägermaterial und dann 25 ml Wasser hinzugibt. Das Reagenzglas wird geschlossen und 30 Minuten lang kontinuierlich gedreht. Die strukturelle Stabilität bezeichnet den prozentualen Massenanteil an Teilchen, die eine Abmessung von über 1 mm haben.Structural stability is an important criterion in relation to Crumbling of a carrier material under the influence of extensive ger and frequent irrigation and its stability to water; for certain clay or clay-containing earths disintegrate on their own due to an increase in capillary water in the pores or channels of the materials. The material disintegrates due to the explosion of the enclosed senen air bubbles and weathered thus. Man tests the material by in a 50 ml test tube 5 g of dry carrier material and then 25 ml of water is added. The test tube is closed and 30 Continuously rotated for minutes. The structural stability refers to the percentage by mass of particles that have a Have dimension of about 1 mm.
Die Messung des pH-Werts wird durchgeführt, indem man einen Teil des Granulats mit dem 5fachen seines Gewichts an Wasser versetzt und danach 15 Minuten lang den pH-Wert mißt. Die Pflanzen können ein basisches Trägermaterial nur schlecht annehmen.The measurement of the pH is carried out by taking a part of the granules with 5 times its weight of water and then measuring the pH for 15 minutes. The plants can assume a basic carrier material poorly.
Der zulässige Schwermetallgehalt in einem Trägermaterial für Pflanzen wird durch die Norm AFNOR NFU 44-041 bestimmt.The permissible heavy metal content in a carrier material for plants is determined by the standard AFNOR NFU 44-041.
Die kationische Austauschkapazität eines Trägermaterials für Pflanzen hängt im allgemeinen von der Verwendung des Substrats, entweder als Hydrokultur oder als Topfpflanzenkultur, ab. Eine Ionenaus tauschkapazität von 0 ist für Hydrokulturen kein Nachteil, während sie für eine Topfpflanzenkultur wichtig ist. Ein Wert über 100 Milliäquivalenten (mVal) Ionen pro dm³ ist für Topfpflanzenkultu ren ausreichend. Bei einem Wert unter 100 mVal/dm³ muß das Trä germaterial der Kultur regelmäßig mit etwas Dünger versetzt werden.The cationic exchange capacity of a carrier material for plants generally depends on the use of the substrate, either as a hydroponic or potted plant culture. An ion out Exchange capacity of 0 is not a disadvantage for hydroponics while they are important for a potted plant culture. A value above 100 milliequivalents (mVal) of ions per dm³ is for potted plant cultivation sufficient. If the value is below 100 mVal / dm³, the Trä germaterial of the culture are regularly mixed with some fertilizer.
Die Permeabilität des Trägermaterials muß einen Durchfluß und eine schnelle Tröpfchenbildung des Wassers durch das gesamte Substrat ermöglichen. Sie wird im allgemeinen in der Einheit Darcy, d. h. 0,987·10-12 m² in MKSa-Einheiten, gemäß der in der FR-PS 23 67 282 vorgeschlagenen Methode gemessen.The permeability of the support material must allow for flow and rapid droplet formation of the water throughout the substrate. It is generally measured in units of Darcy, ie 0.987 x 10 -12 m 2 in MKSa units, according to the method proposed in FR-PS 23 67 282.
Die Kieselgur hat bisher noch keine praktische Verwendung als Trä germaterial für Pflanzen gefunden. Dennoch ist sie ein Pulver, das ungefähr die doppelte Menge ihres Gewichts an Wasser absorbieren kann. Die Untersuchung ihrer Wasseraufnahmefähigkeit zeigt, daß es mit 1,8 kg Wasser pro kg gesättigt ist, aber ihr Wasserbedarf liegt bei ca. 4%. Das Wasser wird im allgemeinen in den Poren mit einer Größe von weniger als 1,5 µm absorbiert, und die durch Wasser gesät tigte Porosität ist für die Luft nicht mehr zugänglich. Das freie Volu men dieser Poren beträgt nach Befeuchtung des Substrats weniger als 0,5%: Die angefeuchtete Kieselgur ist ein Schlamm, der für die Anwendung wenig geeignet ist, weil die Pflanzen ohne Luftversorgung in Wurzelhöhe absterben.The kieselguhr has so far no practical use as Trä found germaterial for plants. Still, she is a powder that absorb about twice their weight in water can. Examination of their water absorption capacity shows that it is saturated with 1.8 kg of water per kg, but their water requirement is about 4%. The water is generally in the pores with a Size of less than 1.5 microns absorbed and sown by water porosity is no longer accessible to the air. The free Volu The amount of these pores is less than after moistening the substrate 0.5%: The moistened diatomaceous earth is a sludge suitable for the Application is less suitable because the plants without air supply die off at root level.
So beschreibt die DE-PS 31 20 782 die Herstellung eines Trägermate rials für Pflanzen durch Granulierung bereits verwendeter Kieselgur, die aus Filterkuchen von Brauereien stammt. Diese Kuchen werden mit Ton agglomeriert. Dieses Verfahren führt jedoch zu trockenen Produkten mit einem Wasserbedarf zwischen 4 und 7% des Schütt volumens (zu vergleichen mit 20 bis 40% für verschiedene Torfsor ten). Die strukturelle Stabilität der getrockneten und calcinierten Pro dukte, die je nach Herkunft der Filterkuchen zwischen 50 und 80% liegt, reicht nicht aus, um daraus ein gutes Trägermaterial für Hydro kulturen zu bilden. Unabhängig davon, welcher Ton verwendet wird, haben die Granulate des Filterkuchens einen pH-Wert zwischen 8 und 10, wenn sie calciniert sind.Thus, DE-PS 31 20 782 describes the preparation of a carrier for plants by granulation of already used diatomaceous earth, which comes from filter cake from breweries. These cakes will be agglomerated with clay. However, this process leads to dry Products with a water requirement between 4 and 7% of the bulk volume (to be compared with 20 to 40% for different peat depositors th). The structural stability of the dried and calcined Pro depending on the origin of the filter cake between 50 and 80% is not enough to make it a good carrier material for hydro cultures. Regardless of which tone is used, the granules of the filter cake have a pH between 8 and 10, when they are calcined.
Im allgemeinen ist davon auszugehen, daß die Bindemittel die Poren der Materialien verstopfen, mit denen sie verbunden sind. Dies wäre kein Nachteil für Brenn- oder Baumaterialien, aber es verbietet sich im Falle der Herstellung von Strangmaterialien für Pflanzen, die einen hohen Wasserbedarf erfordern. Aus diesem Grund sind die Versuche zur Agglomeration von absorbierenden Erden gemäß dem Stand der Technik das Ergebnis der Einarbeitung von adsorbierenden Erden in Harzschaum (vgl. z. B. JP-A-55 125 132 oder JP-A-80 125 132 oder Mitsui Toatsu Chem. Inc., DD-A-2 17 795 des VEB Agroch. Piesteri), die durch Zerkleinerung der polymerisierten Masse auf die gewünschte Granulometrie zurückgeführt werden.In general, it can be assumed that the binders are the pores clog the materials to which they are connected. This would be not a disadvantage for fuel or building materials, but it prohibits in the Case of producing strand materials for plants containing a require high water demand. That's why the experiments are for the agglomeration of absorbent earth according to the prior art Technique is the result of the incorporation of adsorbing earths in Resin foam (see, for example, JP-A-55 125 132 or JP-A-80 125 132 or Mitsui Toatsu Chem. Inc., DD-A-2 17 795 of VEB Agroch. Piesteri), the by crushing the polymerized mass to the desired Granulometry be attributed.
Man hat nun herausgefunden, daß es möglich ist, solche absorbieren den Granulate, insbesondere als Trägermaterialien für Pflanzen, herzu stellen, indem man Stränge aus einer Mischung aus Kieselgur und Carbamid/Formaldehyd-Harzen herstellt, die man nach der Polymeri sation trocknen läßt und die man gegebenenfalls anschließend bis zur gewünschten Größe zerkleinert. Die Absorptionseffizienz der durch diesen außerordentlich einfachen Prozeß erhaltenen Produkte war nicht vorhersehbar. Die bevorzugten Zusammensetzungen enthalten, bezogen auf das Trockengewicht, 100 Teile Kieselgur mit 20 bis 50 Teilen eines Carbamid/Formaldehyd-Harzes, das ein Melamin/Form aldehyd-Harz sein kann.It has now been found that it is possible to absorb such the granules, in particular as support materials for plants, herzu make strands of a mixture of diatomaceous earth and Carbamide / formaldehyde resins produced, which are after the Polymeri dry and then optionally followed by the crushed desired size. The absorption efficiency of through This product was extremely simple process unpredictable. Contain the preferred compositions based on the dry weight, 100 parts diatomaceous earth with 20 to 50 Parts of a carbamide / formaldehyde resin, which is a melamine / form aldehyde resin can be.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, eine Kieselgur, deren Wassergehalt auf etwa 40% eingestellt wurde, mit einem Carba mid/Formaldehyd-Harz, das einen Säurekatalysator enthält, beispiels weise NH₄Cl, mischt. Die Mischung wird sorgfältig geknetet und dann extrudiert, beispielsweise mit einem Kahl-Extruder. Die Masse wird dann durch eine Düse gepreßt, was man auch mit Reibrollen über einem Gitter bewerkstelligen kann. Man kann sie auch mittels eines Pinette-Extruders extrudieren, indem man der Masse ein Extrudier hilfsmittel des Carboxymethyl-Cellulose-Typs hinzugibt. Die Stränge werden anschließend zwischen 95 und 180°C getrocknet, um das Harz zu vernetzen, und gegebenenfalls zerkleinert, um den Anforde rungen des Anwenders an die Abmessungen, die im allgemeinen zwi schen 1 und 4 mm liegen, zu entsprechen.The inventive method consists in a diatomaceous earth whose Water content was adjusted to about 40% with a carba mid / formaldehyde resin containing an acid catalyst, for example wise NH₄Cl, mixes. The mixture is carefully kneaded and then extruded, for example with a Kahl extruder. The crowd will then pressed through a nozzle, which is also over with friction rollers can accomplish a grid. You can also do it by means of a Extrude Pinette extruders by extruding the stock Carboxymethyl cellulose type additive is added. The strands are then dried between 95 and 180 ° C to the Resin crosslink, and optionally crushed to the requirement ments of the user to the dimensions, which are generally between 1 and 4 mm to correspond.
Die Harze sind von dem Typ, den man als Bindemittel zur Herstellung von Brennmaterialien oder zur Herstellung von Preßspanplatten benutzt. Das Harz wird durch Kondensation von Formaldehyd und Harnstoff hergestellt. Es wird entweder in wäßriger Form mit 50 bis 80% Trockenanteil des Harzes oder in getrockneter Form vertrieben.The resins are of the type used as binders in the manufacture of fuel or for the production of chipboard used. The resin is made by condensation of formaldehyde and Urea produced. It is either in aqueous form with 50 to 80% dry content of the resin or sold in dried form.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Kieselgur muß einer Calcinierungsbehandlung unterzogen werden, um ihre Permeabilität zwischen 0,03 und 15 Darcy einzustellen. Das ist die gleiche Behand lung, der die Kieselgur unterliegt, wenn sie zu Filtrierhilfsmitteln ver arbeitet wird. Dieser Permeabilitätszustand der Kieselgur ist notwen dig, um genügend offene Poren in dem Material herzustellen, aber er reicht allein nicht aus. Ein Verarbeiten der Kieselgur zu Pulver sichert eine für die Wurzelatmung unerläßliche intergranulare Permeabilität. Die Größenordnung dieser Permeabilität ist nicht mit der des eigentli chen Materials vergleichbar. Die Permeabilität steigt mit dem Quadrat des Durchmessers der offenen Poren an, von wenigen Millimetern bei aufgestapelten Granulaten bis zu mehreren zehn Mikrometern bei der Kieselgur.The kieselguhr used in the present invention must be one Calcination treatment be subjected to their permeability between 0.03 and 15 Darcy. That's the same treat which is subject to diatomaceous earth when converted into filter aids is working. This permeability state of diatomaceous earth is necessary but enough to create enough open pores in the material alone is not enough. Processing the diatomaceous earth into powder ensures an intergranular permeability indispensable for root respiration. The magnitude of this permeability is not the same comparable material. The permeability increases with the square of the diameter of the open pores, of a few millimeters stacked granules up to several tens of microns at the Diatomaceous earth.
Die Kieselgur ist jedoch für die Herstellung von herkömmlichem Trä germaterial für Pflanzen ein zu teurer Rohstoff. Ihre Permeabilitätsqua lität wird durch die vorherige Nutzung als Filtrationshilfsmittel nicht geschmälert, sondern bleibt auch noch in dem gebrauchten Filterku chenmaterial, z. B. aus Brauereien oder dem Weinbau, erhalten, wodurch diese Kieselgur zu einem wirtschaftlichen Ausgangsmaterial zur Herstellung der erfindungsgemäßen absorbierenden Granulate wird. Die Verwendung dieser Filterkuchen ist für die vorliegende Erfindung von Vorteil, da sie einerseits Rohstoffe ohne Wert darstellen und andererseits ihre Entsorgung zunehmend teurer wird. Notwendig ist es lediglich, sie teilweise trocknen zu lassen, um die Feuchtigkeit von 65% auf 40% zu reduzieren.The kieselguhr is however for the production of conventional Trä germaterial for plants is too expensive a raw material. Your permeability qua Quality does not become due to prior use as a filtration aid diminished, but also remains in the used Filterku chenmaterial, z. From breweries or viticulture, making this kieselguhr an economical source material for the preparation of the absorbent granules according to the invention becomes. The use of these filter cakes is for the present Invention advantageous because they represent raw materials without value and on the other hand their disposal is becoming increasingly expensive. Necessary it is only to let them partially dry to the moisture from 65% to 40%.
Die Agglomerate gemäß dem Stand der Technik aus den Verbren nungsrückständen der in dem Kuchen während der Filtration von Bier oder Wein zurückgehaltenen organischen Bestandteile zeigen keine akzeptable Basizität. Die Agglomerate der vorliegenden Erfindung werden ohne Calcinierung erhalten und ihr pH-Wert ist annehmbar. Ihr Wasserbedarf liegt zwischen 8 und 12%, ihr nutzbares Speicher wasser beträgt 20 bis 40% und ihre strukturelle Stabilität liegt zwi schen 80 und 95%. Diejenigen, die einen Wasserbedarf zwischen 8 und 12% haben, sind für Hydrokulturen besonders geeignet, selbst wenn ihr nutzbares Speicherwasser 12% nicht übersteigt. Diejenigen, die einen Wasserbedarf zwischen 8 und 12% und ein nutzbares Spei cherwasser zwischen 20 und 40% haben, sind für Topfpflanzenkultu ren geeignet, wo eine Widerstandsfähigkeit der Pflanzen hinsichtlich der unvermeidbaren hydrischen Streßbedingungen, z. B. während ihres Transports oder ihrer Aufbewahrung, gegeben ist.The agglomerates according to the prior art from the Verbren residues in the cake during the filtration of beer or wine retained organic ingredients show no acceptable basicity. The agglomerates of the present invention are obtained without calcination and their pH is acceptable. Their water needs are between 8 and 12%, their usable storage Water is 20 to 40% and their structural stability is between between 80 and 95%. Those who have a water requirement between 8 and 12% are particularly suitable for hydroponic crops themselves if their usable storage water does not exceed 12%. Those, the need for water between 8 and 12% and a usable Spei are between 20 and 40%, are for pot plant cultivation suitable where a resistance of plants regarding the unavoidable hydrological stress conditions, e.g. During their transport or storage.
Ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, bilden diese Produkte gleichermaßen Absorbenzien, um Öl, beispielsweise auf dem Garagenboden, aufzusaugen.Without departing from the scope of the present invention form These products equally absorbents to oil, for example on the garage floor, to absorb.
Man stellt ein Trägermaterial für Pflanzen mit einem Bindemittel aus Ton gemäß der Beschreibung der oben genannten DE-PS 31 20 782 her. Dafür mischt man einen feuchten Filterkuchen aus einer Brauerei mit einem Bentonitton (CLARSOL® FR4 der Firma CECA S.A.) mit Car boxymethylcellulose, um das Wasser während des Extrudierens zurückzuhalten. Die verwendete Zusammensetzung ist die folgende:One makes a carrier material for plants with a binder Sound according to the description of the above-mentioned DE-PS 31 20 782 ago. For this you mix a wet filter cake from a brewery with a bentonite clay (CLARSOL® FR4 from CECA S.A.) with Car boxymethylcellulose to the water during extrusion withhold. The composition used is the following:
Nach Kneten in einem WERNER-Kneter und nach Extrudieren auf einen Durchmesser von 1,6 mm mittels einer Pinette-Presse wird das Produkt im Ofen getrocknet und die Stränge werden auf eine Länge von 5 mm geschnitten.After kneading in a WERNER kneader and after extruding a diameter of 1.6 mm by means of a Pinette press is the The product is oven-dried and the strands are lengthened cut by 5 mm.
Die Eigenschaften sind folgende:The properties are the following:
- - ein Wasserbedarf von 5%- a water requirement of 5%
- - ein nutzbares Speicherwasser von 30%- a usable storage water of 30%
- - ein in dem Trägermaterial freies Luftvolumen von 30 bis 35%a free air volume in the carrier material of 30 to 35%
- - ein pH-Wert von 6 bis 7- a pH of 6 to 7
- - eine mechanische Widerstandsfähigkeit nach leichtem Zusammen drücken - a mechanical resistance after light together to press
- - eine strukturelle Stabilität von ca. 60%- a structural stability of approx. 60%
- - eine sehr hohe Permeabilität.- a very high permeability.
Die strukturelle Stabilität und die Wasserretention sind jedoch unzu reichend für eine Verwendung als Trägermaterial für Hydrokulturen. Man kann sie durch Calcinierung bei 600°C verbessern, wobei das tonhaltige Bindemittel gesintert wird und die organischen Bestandteile durch die Calcinierung zerstört werden; aber die strukturelle Stabilität bleibt unter 65% und der pH-Wert steigt auf 8,9 an. Diese Produkte ermöglichen ein Wachstum der Pflanzen im Labor, aber die Aussal zung von Feinteilchen aufgrund der schwachen strukturellen Stabilität macht sie, wegen der Verschmutzung der Rezirkulationssysteme der Nährlösungen, unbrauchbar.However, structural stability and water retention are not reaching for use as a carrier material for hydroponics. It can be improved by calcination at 600 ° C, the clay-containing binder is sintered and the organic components be destroyed by the calcination; but the structural stability stays below 65% and the pH rises to 8.9. These products allow plant growth in the lab, but the Aussal fines due to poor structural stability makes them, because of the pollution of the recirculation systems of the Nutrient solutions, unusable.
Der Filterkuchen des Beispiels 1 wird mit dem gleichen Bentonitton vermischt und danach unter 50 bar kompaktiert. Das Produkt wird getrocknet, zerkleinert und auf eine Größe zwischen 1 und 4 mm gesiebt. Die verwendete Zusammensetzung ist folgende:The filter cake of Example 1 is made with the same bentonite clay mixed and then compacted under 50 bar. The product will dried, crushed and to a size between 1 and 4 mm sieved. The composition used is as follows:
Die erhaltenen Eigenschaften sind folgende:The properties obtained are as follows:
- - ein Wasserbedarf von 5%- a water requirement of 5%
- - ein nutzbares Speicherwasser von 25%- a usable storage water of 25%
- - ein in dem Trägermaterial freies Luftvolumen von 30-35%a free air volume of 30-35% in the carrier material
- - ein pH-Wert von 6,5- a pH of 6.5
- - eine mechanische Widerstandsfähigkeit nach schwachem Verdich ten- a mechanical resistance to weak compaction th
- - eine strukturelle Stabilität von ca. 50%- a structural stability of about 50%
- - eine sehr hohe Permeabilität.- a very high permeability.
Nach Calcinierung bei 600°C erhält man:After calcination at 600 ° C to obtain:
- - einen Wasserbedarf von 4%- a water requirement of 4%
- - ein nutzbares Speicherwasser von 27%- a usable storage water of 27%
- - ein in dem Trägermaterial freies Luftvolumen von 30-35%a free air volume of 30-35% in the carrier material
- - einen pH-Wert von 9- a pH of 9
- - eine mechanische Widerstandsfähigkeit nach mittelstarkem Verdich ten- a mechanical resistance to medium-thick compaction th
- - eine strukturelle Stabilität von ca. 60%- a structural stability of approx. 60%
- - eine sehr hohe Permeabilität.- a very high permeability.
Dieses Material hat den Nachteil einer sehr schwachen strukturellen Stabilität.This material has the disadvantage of a very weak structural Stability.
Man verfährt mit einer Kompaktierung zwischen 50 und 400 bar des vorherigen Filterkuchens, aber ohne Verwendung des tonhaltigen Bindemittels. Die Zusammensetzung besteht aus:One proceeds with a compaction between 50 and 400 bar of the previous filter cake, but without using the clay-containing Binder. The composition consists of:
wobei das Wasser aus dem Filterkuchen nach einer Teiltrocknung stammt.the water from the filter cake after a partial drying comes.
Nach einfacher Trocknung erhält man sehr bröckelige Granulate mit folgenden Eigenschaften:After simple drying, very friable granules are obtained following properties:
- - ein Wasserbedarf von 1%- a water requirement of 1%
- - ein nutzbares Speicherwasser von 15%- a usable storage water of 15%
- - ein in dem Trägermaterial freies Luftvolumen von 30-35%a free air volume of 30-35% in the carrier material
- - ein pH-Wert von 6- a pH of 6
- - eine mechanische Widerstandsfähigkeit nach sehr geringer Verdich tung - a mechanical resistance to very low density tung
- - eine strukturelle Stabilität von ca. 10%- a structural stability of about 10%
- - eine sehr schwache Permeabilität aufgrund der Zerbröckelung des Produkts.a very weak permeability due to the crumbling of the Product.
Diese Granulate sind als Trägermaterial für Kulturen unbrauchbar. Sie zersetzen sich schnell in einen Schlamm, in dem die Pflanzen auf grund des Luftmangels in Höhe der Wurzeln verfaulen.These granules are unusable as a carrier material for crops. you decompose quickly into a mud in which the plants are on rotten due to lack of air at the level of the roots.
Man ersetzt den Bentonitton aus Beispiel 1 durch Attapulgit (CLARSOL® ATCNA der Firma CECA S.A.). Man erhält ein getrocknetes Produkt mit folgenden Eigenschaften:The bentonite clay of Example 1 is replaced by attapulgite (CLARSOL® ATCNA from CECA S.A.). This gives a dried Product with the following characteristics:
- - ein Wasserbedarf von 4%- a water requirement of 4%
- - ein nutzbares Speicherwasser von 30%- a usable storage water of 30%
- - ein in dem Trägermaterial freies Luftvolumen von 30-35%a free air volume of 30-35% in the carrier material
- - einen pH-Wert von 6- a pH of 6
- - eine mechanische Widerstandsfähigkeit nach schwachem Verdich ten- a mechanical resistance to weak compaction th
- - eine strukturelle Stabilität von ca. 70%- a structural stability of about 70%
- - eine hohe Permeabilität.- a high permeability.
Nach Calcinierung bei 600°C erhält man folgende Eigenschaften:After calcination at 600 ° C, the following properties are obtained:
- - einen Wasserbedarf von 5%- a water requirement of 5%
- - ein nutzbares Speicherwasser von 29%- a usable storage water of 29%
- - ein in dem Trägermaterial freies Luftvolumen von 30-35%a free air volume of 30-35% in the carrier material
- - einen pH-Wert von 8,1- a pH of 8.1
- - eine mechanische Widerstandsfähigkeit nach mittelmäßiger Verdich tung- a mechanical resistance to mediocre compaction tung
- - eine strukturelle Stabilität von ca. 75%- a structural stability of about 75%
- - eine hohe Permeabilität.- a high permeability.
Eine erfindungsgemäße Granulatzusammensetzung wird mit dem glei chen Filterkuchen wie in Beispiel 1 durch Agglomeration mit einem Carbamid/Formaldehyd-Harz (Caurite® der Firma ELF ATOCHEM S.A., ein Harz in wäßriger Zusammensetzung mit 33% Wasser) hergestellt, gemäß:A granule composition according to the invention is with the sliding chen filter cake as in Example 1 by agglomeration with a Carbamide / formaldehyde resin (Caurite® from ELF ATOCHEM S.A., a resin in aqueous composition with 33% water), according to:
Das Produkt wird durch eine Kahl-Presse extrudiert und bei einer Temperatur zwischen 95 und 180°C getrocknet, um das Harz zu ver netzen. Dann wird es auf eine Größe von 1 bis 4 mm zerkleinert. Die Granulate haben folgende Eigenschaften:The product is extruded through a Kahl press and at a Temperature between 95 and 180 ° C dried to ver the resin networks. Then it is crushed to a size of 1 to 4 mm. The Granules have the following properties:
- - einen Wasserbedarf von 12%- a water requirement of 12%
- - ein nutzbares Speicherwasser von 25%- a usable storage water of 25%
- - ein in dem Trägermaterial freies Luftvolumen von 30-35%a free air volume of 30-35% in the carrier material
- - einen pH-Wert von 5,5- a pH of 5.5
- - eine mechanische Widerstandsfähigkeit bei starker Verdichtung- a mechanical resistance with heavy compression
- - eine strukturelle Stabilität von ca. 95%- a structural stability of about 95%
- - aufgrund der Granulierung eine hohe Permeabilität von 27 Darcy.- Due to the granulation, a high permeability of 27 Darcy.
Der Gehalt an Schwermetallen in dem Granulat wurde analysiert und mit den gemäß der Norm NFU 44-041 erlaubten Werten verglichen: The content of heavy metals in the granules was analyzed and compared with the permitted values according to NFU 44-041:
Der Schwermetallgehalt des Granulats ist mit dem in landwirtschaft lichen Böden oder dem, der in Kläranlagenschlamm für die landwirt schafliche Düngung zulässig ist, kompatibel. Ein Gehalt an Schwer metallen oberhalb dieser Norm verbietet jede Verwendung für Hydro kulturen oder Topfpflanzenkulturen.The heavy metal content of the granules is in agriculture soil or in sewage sludge for the farmer sheep manure is allowed, compatible. A content of heavy metals above this standard prohibit any use for hydro cultures or pot plant cultures.
100 g dieses Produktes absorbieren 110 g Wasser oder Öl. Diese Eigenschaft kann dazu genutzt werden, Flüssigkeitspfützen im Haus halt oder in der Industrie zu absorbieren, beispielsweise auf Garagen böden.100 g of this product absorbs 110 g of water or oil. These Property can be used to create liquid puddles in the house or to absorb in industry, for example on garages floors.
Es ist zu beachten, daß der Wasserbedarf bei Verwendung von 150 g Caurit-Harz 15% beträgt, während die strukturelle Stabilität auf ca. 35% absinkt. Mit 300 g des Cauritharzes geht der Wasserbedarf auf 12% zurück, die strukturelle Stabilität beträgt dann aber 55%, im Gegensatz zu den gewünschten 80 bis 95%. Bei über 550 g des Cau ritharzes wird der Selbstkostenpreis zu hoch, und der Wasserbedarf verringert sich auf ca. 8%, ohne dabei die strukturelle Stabilität zu verbessern. Die Produkte, die aus 45 Teilen Cauritharz, bezogen auf 100 Teile des Filterkuchens, hergestellt werden, sind wirtschaftlich und für Hydrokulturen optimal geeignet.It should be noted that the water requirement when using 150 g Caurit resin is 15% while the structural stability is around 35% drops. With 300 g of Cauritharzes the water requirement 12% back, but the structural stability is then 55%, im Contrary to the desired 80 to 95%. At over 550 g of cau ritharzes, the cost price is too high, and the water requirement decreases to about 8% without sacrificing structural stability improve. The products, made up of 45 parts caurite resin, based on 100 parts of the filter cake, are produced, are economical and optimally suited for hydroponics.
Diese Produkte können nach dem Trocknen sehr leicht wieder befeuchtet werden.These products can be easily recovered after drying be moistened.
Der obige Versuch wird mit einem nicht calcinierten, getrockneten und gemahlenen Diatomit anstelle des Filterkuchens wiederholt; als Bindemittel wird ein Carbamid/Formaldehyd-Harz verwendet. Vor dem Trocknen erhält man Granulate mit folgenden Eigenschaften:The above experiment is carried out with a non-calcined, dried and ground diatomite instead of the filter cake; when Binder is a carbamide / formaldehyde resin used. In front Drying gives granules having the following properties:
- - einen Wasserbedarf von 1%- a water requirement of 1%
- - ein nutzbares Speicherwasser von 9%- a usable storage water of 9%
- - ein in dem Trägermaterial freies Luftvolumen von 30-35%a free air volume of 30-35% in the carrier material
- - einen pH-Wert von 5,8- a pH of 5.8
- - eine mechanische Widerstandsfähigkeit nach starkem Verdichten- a mechanical resistance after heavy compression
- - eine strukturelle Stabilität von ca. 90%- a structural stability of about 90%
- - eine hohe Permeabilität.- a high permeability.
Diese Granulate sind als Trägermaterial für Hydrokulturen uninteres sant, obwohl sie in verschiedener Hinsicht dem Produkt aus Beispiel 5 ähneln. Durch einen Wasserbedarf von 1% ist ein Produkt 12mal weniger leistungsfähig als das aus Beispiel 5, bei im wesentlichen gleichen Produktionskosten.These granules are uninterest as a carrier material for hydroponics although in some respects it is the product of Example 5 resemble. Due to a water requirement of 1%, a product is 12 times less efficient than that of Example 5, at substantially same production costs.
Die Granulate werden aus einem Filterkuchen aus einer Brauerei (nicht calciniert) und CPJ55-Zement mit folgender Zusammensetzung hergestellt:The granules are made from a filter cake from a brewery (not calcined) and CPJ55 cement having the following composition manufactured:
Die Granulate werden durch eine Kahl-Presse extrudiert, danach auf eine Größe zwischen 1 und 4 mm gekürzt. Sie zeigen die folgenden Eigenschaften:The granules are extruded through a Kahl press, then on a size between 1 and 4 mm shortened. They show the following Properties:
- - einen Wasserbedarf von 5%- a water requirement of 5%
- - ein nutzbares Speicherwasser von 35%- a usable storage water of 35%
- - ein in dem Trägermaterial freies Luftvolumen von 30-35%a free air volume of 30-35% in the carrier material
- - einen pH-Wert von 9,6- a pH of 9.6
- - eine mechanische Widerstandsfähigkeit nach starkem Verdichten- a mechanical resistance after heavy compression
- - eine strukturelle Stabilität von ca. 30%- a structural stability of about 30%
- - eine hohe Permeabilität vor dem Zerbröckeln.- a high permeability before crumbling.
Diese Granulate aus Zement sind aufgrund ihrer geringen strukturellen Stabilität und ihres erhöhten pH-Wertes als Trägermaterial für Pflanzen nicht verwendbar.These granules of cement are due to their low structural Stability and its increased pH as a carrier material for plants not useable.
Claims (9)
- - Wasserbedarf mindestens 8% beträgt,
- - Luftvolumen in dem Schüttvolumen des Trägermaterials mehr als 20% beträgt,
- - strukturelle Stabilität mehr als 80% beträgt,
- - pH-Wert zwischen 3,5 und 8 liegt,
- - Permabilität mehr als 15 Darcy, vorzugsweise mehr als 25 Darcy, beträgt,
- - water consumption is at least 8%,
- - air volume in the bulk volume of the carrier material is more than 20%,
- - structural stability is more than 80%,
- pH is between 3.5 and 8,
- Permeability is more than 15 Darcy, preferably more than 25 Darcy,
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