DE19825165A1 - Verfahren zur Herstellung eines Düngers durch Preßagglomeration - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Düngers durch Preßagglomeration. Bei der Technik des Agglomerierens wird zwischen der Aufbau- und Preßagglomeration unterschieden. Durch eine Aufbauagglomeration entstehen in der Regel kugelförmige Agglomerate, insbesondere bei der sogenannten Rollagglomeration, die mit Granulier­ trommeln, -tellern und -konen ausgeführt werden kann. Maschinen dieser Art werden seit langem zur Herstellung von Düngern eingesetzt.

Bei der Preßagglomeration wird mit hohem Druck im Vergleich zur Aufbauagglomeration gearbeitet, um feinteilige Stoffe zu grobteiligen Formkörpern zusammenzuballen oder anders ausgedrückt: zu agglomerieren.

Es ist bekannt, daß für die Herstellung von Düngern Pelletier- und Kompaktiermaschinen Verwendung finden.

Pelletiermaschinen arbeiten nach dem Prinzip von Lochpressen, bei denen Koller oder kollerähnliche Gebilde mit glatter oder verzahnter Oberfläche das Material durch Löcher pressen. So entstehen zylindrische Agglomerate, auch Pellets genannt, die beispielsweise Längen von 10-30 mm und Durchmesser zwischen 5-20 mm haben können. Es wird unterschieden: Ringmatrizenpressen mit senkrecht stehenden Lochmatrizen und innen laufenden Kollern und Flachmatrizenpressen mit horizontal angeordneten Lochmatrizen und darauf laufenden Kollern.

Kompaktiermaschinen sind Wälzdruckmaschinen, bei denen zwei sich gegenläufig drehende Walzen das aufgegebene feinteilige Produkt zu Platten zusammenpreßt.

Diese im Grundriß unregelmäßigen Platten werden auch als Schülpen bezeichnet. Bei der Herstellung von Dünger werden die Schülpen anschließend in Zerkleinerungsmaschinen zu Brechgranulaten mit einer Größe von wenigen Millimetern aufbereitet.

Zum Stand der Technik gehören also Maschinen der Aufbauagglomeration wie Teller, Trommel und Konus sowie solche der Preßagglomeration wie Lochpressen mit Kollern und Wälzdruckmaschinen mit anschließender Desintegration.

Es ist nicht bekannt und gehört nicht zum Stand der Technik für die Herstellung von Düngern Extruder, wie Schneckenpressen und sogenannte Wölfe, zu verwenden. Wölfe werden in der Nahrungsmittelindustrie eingesetzt: vorrangig zur Verarbeitung von Fleisch und Gemüse. Schneckenpressen sind Maschinen für die Kunststoff-Industrie und für die keramische Industrie.

Wegen der Vielfältigkeit der Dünger bestehen Schwierigkeiten bei der Einteilung der Dünger in bestimmte Systeme. Nach der Art der chemischen Verbindung kennt man organische und anorganische Dünger. Organische Dünger werden in der Regel so verarbeitet wie sie anfallen: Güllefeststoff, Stallmist, Torf u. a. Es sind natürliche Dünger. Der Güllefeststoff wird durch eine Sieb-Separation aus der Gülle gewonnen.

Im Gegensatz hierzu stehen die künstlichen Dünger, die fabrikmäßig hergestellt werden. Sie werden auch als Mineraldünger bezeichnet, denn sie bestehen aus einzelnen oder mehreren anorganischen Verbindungen: vorwiegend Salze und Oxide.

Bei der fabrikmäßigen Erzeugung fallen die Mineraldünger zumeist feinteilig an. Sie werden anschließend agglomeriert. Ungeeignet für die Agglomeration von Salzen und Oxiden sind Extruder, weil diesen anorganischen Verbindungen die Gleitfähigkeit fehlt, wie sie bei­ spielsweise die Stoffe und Produkte haben, die mit einer Schneckenpresse oder in einem Wolf verformt werden.

In Wölfen wird vorwiegend Fleisch extrudiert, dessen Gleitfähigkeit durch das im Fleisch enthaltene Fett gewährleistet ist. Der mit Schneckenpressen verformte Ton erhält seine Gleitfähigkeit durch den Strukturaufbau der im Ton enthaltenen Minerale. Die Minerale wie Illit, Kaolinit und Montmorillonit besitzen eine Schichtgitter-Struktur, bei der die übereinander gelagerten Schichten gegeneinander verschiebbar sind und so eine Gleitfähigkeit bewirken.

Es wurde nun gefunden, daß in solchen Maschinen, wie Wölfen und Schneckenpressen auch anorganische Mineraldünger verpreßt werden können, wenn die Gleitfähigkeit der Salze und Oxide durch Zusätze von organischen Gleitmitteln hergestellt wird. Die vorwiegend in Form von Salzen und Oxiden vorliegenden Mineraldünger sind nicht gleitfähig und somit in Extrudern nicht preßbar. Durch den Zusatz von mindestens 10% organischer Stoffe, die gleitfähig sind, können erfindungsgemäß auch Extruder zum Agglomerieren von Mineral­ dünger benutzt werden. Extruder sind im Vergleich zu vielen anderen Maschinen der Preßagglomeration energiesparend. Der spezifische Energieverbrauch liegt deutlich niedriger.

Die wichtigsten Bestandteile eines Extruders sind der Zylinder, die Schnecke, der Preßkopf und das Mundstück. Zur Herstellung von Pellets, den zylindrisch geformten Agglomeraten, ist das Mundstück mit einer Lochscheibe und einem davor gelagerten Schneidmeser ausgerüstet. Die Bohrungen der Lochscheibe entsprechen dem gewünschten Pelletdurchmesser.

Der für das Verfahren geeignete Mineraldünger liegt in kristalliner, gekörnter, granulierter oder pulvrigen Form vor. In dieser Form ist er nicht extrudierbar. Da das Extrudieren eines Materials von dessen Feuchtigkeit abhängt, liegt es nahe, die Extrudierbarkeit durch Zugabe von Wasser herbeizuführen. Das ist aber bei den handelsüblichen Mineraldüngern nicht möglich, weil diese mehr oder weniger stark wasserlöslich sind.

Erfindungsgemäß wird die Extrudierbarkeit durch die Zugabe eines feuchten organischen Materials erreicht. Es ist ein Gegenstand der Erfindung, daß dieses zugegebene Material ebenfalls düngende und bodenverbessernde Wirkung hat. Nach der Erfindung ist es von besonderem Vorteil ein organisches Material zu nehmen, das eine faserige Struktur aufweist. Hierzu gehören Stroh, Torf, Kompost u. a. Von den genannten organischen Materialien ist vorrangig der Kompost zu nennen, weil er neben seiner faserigen Struktur nicht nur bodenverbessernde Eigenschaften hat, sondern auch für die Pflanzen wichtige Nährstoffe besitzt: Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K). Da eine Vielzahl von Kompost­ qualitäten auf dem Markt sind, ist darauf zu achten, daß nur hochwertige Komposte mit geringen Schadstoffanteilen verwendet werden.

Organische Materialien für die Herstellung der Extrudierbarkeit von Mineraldünger sollen zwei Eigenschaften haben: faserige Struktur und Feuchtigkeit. Es ist bekannt, daß diese beiden Eigenschaften zusammen, oder jede für sich allein, die Preßbarkeit eines Materials vorteilhaft beeinflussen. Wenn beide Eigenschaften fehlen, dann können schwer preßbare und damit auch schwer extrudierbare Materialien nur durch Zugabe eines Bindemittels in einen preßbaren Zustand versetzt werden.

Wasser ist sowohl ein Bindemittel als auch ein Gleitmittel. Reifekompost enthält Wasser in der Größenordnung zwischen 30 bis 50 Gew.-%. Mit einem solchen Kompost läßt sich die Extru­ dierbarkeit einer Mischung aus Mineraldünger und Kompost erreichen. Wenn der Wassergehaft- auch als Feuchtigkeitsgehalt definiert - zu gering ist, dann läßt sich die genannte Mischung nicht extrudieren. Versuche mit getrocknetem Kompost haben das eindeutig bewiesen.

Die Zusammensetzung der Mischung aus Mineraldünger und Kompost ist verschieden. Sie ist abhängig von dem oder von den verwendeten Düngertypen und vom Düngungszweck, d. h. davon, welche Fruchtart gedüngt werden soll.

Um die Extrudierbarkeit zu erreichen, ist eine Mindestmenge an Kompost notwendig. Die Mindestmenge liegt zwischen 10-30 Gew.-% in Abhängigkeit von der Kompostqualität.

Die relativ niedrige Menge an Kompost bezogen auf Gewichtsprozente ist unter Beachtung der unterschiedlichen Schüttdichten zu bewerten. Die Schüttdichte von Kompost schwankt je nach Wassergehaft zwischen 0,6 bis 0,8 t/m³; hingegen beträgt die Schüttdichte von Mineraldünger ca. 1,0-1,2 t/m³. Für die Extrudierbarkeit sind die Volumenanteile der Mischkomponenten ausschlaggebend.

Ausführungsbeispiel

Es werden 40 Gewichtsteile Kalkammonsalpeter, 20 Gewichtsteile Hyperphos und 15 Gewichtsteile Kaliumchlorid gemischt und in einer Mühle unter 0.5 mm zerkleinert. Diese 75 Gewichtsteile der feinteiligen Mineraldünger-Mischung werden mit 25 Gewichtsteilen eines faserigen Kompostes mit einer Feuchte von 36% gemischt und anschließend in einer Extruderpresse zu Pellets verpreßt. Die Pellets sind zylindrisch und haben einen Durchmesser von 5 mm und eine Länge von durchschnittlich 12 mm. Es ist so ein für die Landwirtschaft geeigneter Dünger produziert worden.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines Düngers für vorzugsweise landwirtschaftlich genutzte Flächen, der aus einem zu einem Pellet verformten Gemisch aus einem Mineraldünger und einem organischen Dünger besteht, dadurch gekennzeichnet, daß einem feinteiligen Mineraldünger ein feuchtes, natürliches, organisches Material mit düngenden und/oder bodenverbessernden Eigenschaften in einer Menge von 20 bis 70 Gew.-% zugesetzt und mit dem Mineraldünger vermischt wird und daß das so hergestellte Gemisch durch Extrusion zu Pellets agglomeriert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Material aus Güllefeststoff, Stallmist, Torf und/oder Kompost besteht und eine faserige Struktur aufweist.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Material aus Reifekompost mit einem üblichen, zwischen 30 bis 40 Gew.-% liegenden Wassergehalt besteht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch in einem Extruder, vorzugsweise in einer Schneckenpress oder einem Wolf, zu zylindrisch geformten Agglomeraten gepreßt wird.

5. Extruder zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5 bestehend aus einem Zylinder, einer Schnecke, einem Preßkopf und einem Mundstück, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Mundstück mit einer Lochscheibe versehen ist, deren Bohrungen dem gewünschten Pelletdurchmesser entsprechen, und daß vor der Lochscheibe ein Schneidmesser angeordnet ist, mit dem die Pellets mit einer vorgegebenen Länge geschnitten werden können.