DE19844352A1 - Düngemittel und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Düngemittel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Düngemittel dienen der mittelbaren oder unmittelbaren Zufuhr von Stoffen, insbesondere Nährstoffen, zu Pflanzen, und zwar sowohl Nutz- als auch Zierpflanzen, beispielsweise um deren Wachstum zu fördern, den Ertrag von Nutzpflanzen zu erhöhen, die Qualität zu verbessern und/oder den Einfluß von Unkraut bzw. Pflanzenschädlingen zu vermindern.

Insbesondere im Zusammenhang mit Depotdüngern zur Erzielung einer Langzeitwirkung mit langsamer Nährstoffabgabe ist es bekannt, (feste) Bestandteile des Düngemittels mit einer Umhüllung zu versehen. Derartige Düngemittel verfügen über einen Kern, der die an die Pflanzen abzugebenden Stoffe beinhaltet, und die Umhüllung. Beispielsweise werden übliche Mineral-Düngemittel mit natürlichen oder künstlichen orga­ nischen Polymeren oder mit Schwefel ummantelt. Problematisch sind in diesem Zusammenhang die Material kosten für die Umhüllung, ihre Herstellungskosten, die mechanischen Eigen­ schaften der Umhüllung und deren (biologische) Abbaubarkeit.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Düngemittel und ein Verfahren zur Herstellung desselben vorzuschlagen, welches über eine gute Funktionalität und Rentabilität verfügt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Umhüllung besteht gemäß diesem Vor­ schlag mindestens teilweise aus Chitin. Chitin ist ein Baustoff einer Vielzahl von (auch im Boden lebenden) Organismen, beispielsweise Panzer oder Außenskelette der Arthropoden (Krebse, Insekten, Spinnen, Tausendfüßler usw.), Sklero­ proteinen (Strukturproteinen) von Mollusken, von Armfüßlern oder Moostierchen, Zellwänden von Algen, Hefen, Pilzen und Flechten. Weiterhin kann Chitin aus Maikäferflügeln und Hummer­ schalen oder Kokonfäden bestimmter Insektenlarven gewonnen werden. Das die Umhüllung bildende Material kann auf einfache Weise und kostengünstig, beispielsweise aus Abfallprodukten wie Hummerschalen, gewonnen werden. Weiterhin ist Chitin ein im Boden willkommener Stoff, da sich dieser positiv auf die Humuskomplexbildung auswirkt. Chitin trägt zusätzlich zur langfristigen Bodenfruchtbarkeit bei. Eine Ummantelung aus Chitin ist infolge der mechanischen Eigenschaften des Chitins gegenüber herkömmlichen bekannten Ummantelungen vorteilhaft. Beispielsweise ist das Chitin ausreichend elastisch, um bei einer Schrumpfung oder Quellung des Düngemittels im Verlauf der Herstellung, während der Lagerung oder beim Einsatz desselben im Boden nicht auf- oder abgesprengt zu werden. Ein weiterer Vorteil einer Ummantelung des Kerns mit Chitin ist, daß der mikrobielle Angriff auf das Chitin im Boden sehr langsam verläuft aufgrund der komplexen Struktur des Chitins, so daß eine gute Langzeitwirkung und/oder gute Freisetzungsraten des Düngemittels erzielt werden können. Weiterhin kann eine Staubentwicklung des Düngemittels, beispielsweise bei der Her­ stellung, der Verpackung und beim Einsatz desselben, durch die (feste) Umhüllung reduziert werden. Durch die blaß glänzende Oberfläche des Chitins wird das Produkt ästhetisch ansprechender. Die Festigkeit der Partikel des Düngemittels wird verbessert, was besonders den Einsatz des Düngemittels im Hobbybereich, im Garten und Landschaftsbau sowie in der Land­ wirtschaft begünstigt.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Düngemittels verfügt die Umhüllung über Poren. Im Gegensatz zu bekannten Umhüllungen können solche aus Chitin infolge der Struktur dieses Ummantelungsmaterials bei einfacher Herstellung über Poren ver­ fügen. Durch die Zahl und Dicke der Poren kann einerseits die Freisetzungsrate von (Dünge-)Stoffen aus dem Düngemittel, andererseits der Zutritt von Feuchtigkeit zu diesem und der Abbau der Ummantelung, der unter Umständen mit einer Änderung der Freisetzungsrate verbunden ist, gezielt vorgegeben und beeinflußt werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Düngemittels verfügen die Körner, Partikel oder dergleichen über eine die Umhüllung mindestens teilweise umgebende Deck­ schicht. Beim Einsatz eines derart ausgebildeten Düngemittels kommt die Umgebung der Körner in sofortigen Kontakt mit dem die Deckschicht bildenden Material. In dieser Weise kann ein Mehr­ stufendünger, insbesondere Zweistufendünger, ausgebildet sein. Die Freisetzungsraten der Deckschicht und des vom Chitin ummantelten Kerns können unterschiedlich sein. Beispielsweise kann es erst nach der Freisetzung des Materials der Deckschicht durch einen Abbau derselben zur (verminderten) Freisetzung des den Kern bildenden Materials durch Poren der Ummantelung und (vergrößerter) Stofffreisetzungsrate nach einem Abbau der die Ummantelung bildenden Schicht kommen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Dünge­ mittels ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Anspruchs 5. Gemäß diesem Verfahren werden zunächst Kerne, die in Form von (festen) Körnern, Partikeln, Pellets oder dergleichen vor­ liegen, mit einer Chitin aufweisenden Umhüllung versehen. Diese wird von außen auf die Kern aufgebracht.

Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Umhüllung in flüssiger Form auf die Kerne aufgebracht. Diese Art der Aufbringung der Umhüllung ist besonders einfach und/oder kostengünstig. Durch die Applikation der Umhüllung in flüssiger Form können beliebige, insbesondere auch sehr dünne Schichtdicken der Umhüllung hergestellt werden. Eine flüssige aufgebrachte Umhüllung paßt sich weiterhin automatisch an die Außenfläche der Kerne an.

Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Vorschlag ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung in einer Sprühkammer auf durch die Sprühkammer transportierte Kerne auf­ gebracht wird. Durch Vorgabe der Größe der Tropfen eines Sprüh­ nebels, die Dichte der Tropfen im Sprühnebel und die Verweil­ dauer der Kerne in der Sprühkammer kann die Dicke der Umhüllung vorgegeben werden. Werden die Kerne in freiem Fall durch die Sprühkammer transportiert, sind die gesamten Umfangsflächen der Kerne für den Sprühnebel zugänglich, so daß auf einfache Weise eine lückenlose, vollständige Umhüllung erstellt werden kann.

Vorzugsweise ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß im Zuführbereich des den Kern bildenden Kernmaterials eine Wägung oder Volumenbestimmung des Kernmaterials stattfindet. In Abhängigkeit von dem (Massen-)Strom des Kernmaterials können weitere Parameter des Herstellungsverfahrens eingestellt werden.

Die Erfindung schlägt vorzugsweise ein Verfahren vor, bei dem im Zuführbereich des die Ummantelung bildenden Ummantelungs­ materials eine volumetrische und/oder eine gravimetrische Dosierung von mindestens Bestandteilen des Ummantelungs­ materials stattfindet. Bei Darreichung des Ummantelungs­ materials in flüssiger Form kann dieses beispielsweise durch Auflösen des (festen) Chitins in einer Flüssigkeit hergestellt werden. Bei volumetrischer oder gravimetrischer Dosierung des Chitins einerseits und der Flüssigkeit andererseits kann der Konzentrationsgehalt des Chitins überwacht werden. Weiterhin kann bei gleichzeitiger Kontrolle des Massen- oder Volumen­ stroms des Kernmaterials das Verhältnis des Kernmaterials und des Ummantelungsmaterials bestimmt und/oder eingestellt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen und der Beschreibung. Bevorzugte Ausführungs­ beispiele des erfindungsgemäßen Düngemittels und eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Partikel eines Düngemittels in vergrößertem Maßstab,

Fig. 2 ein weiteres Partikel eines Düngemittels, und

Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels.

Beim hier angesprochenen Düngemittel handelt es sich um ein körniges Düngemittel. Im folgenden werden diese festen oder weichen Bestandteile des Düngemittels unter dem Begriff Partikel 10 subsumiert. Bei diesen Partikeln 10 handelt es sich vorzugsweise um solche, die Kompost enthalten. Das erfindungs­ gemäße Düngemittel kann deshalb als Kompostdünger bezeichnet werden. Das Düngemittel kann nur aus den Partikeln 10 bestehen oder über weitere Bestandteile verfügen. Das Düngemittel wird zur unmittelbaren oder mittelbaren Zuführung der von diesem beinhalteten Stoffen im Bodenbereich verwendet, insbesondere auf diesen aufgebracht oder in diesen eingebracht. Neben der Verwendung der Erfindung für Wirtschaftsdünger, Handelsdünger, Kunstdünger, Einnährstoffdünger, Mehrnährstoffdünger, Teich­ dünger, Volldünger, Mischdünger, Blattdünger, Grunddünger und Depotdünger kommt die Erfindung für Kompostdünger, insbesondere gekörnten organisch-mineralischen und/oder organischen NPK-Dünger auf Sekundärrohstoffbasis (Kompost), zum Einsatz. Bestandteile des Düngemittels können neben den bekannten Agrochemikalien beispielsweise Kompostmaterialien sein. Beim Einsatz der Erfindung für Wirtschaftsdünger können fester Dung aus menschlichen und tierischen Ausscheidungen (Kot) und Abfällen, Stroh, Torf, Laub und Erde, gemischter (Stall-)Mist, sowie flüssige Teilbestandteile wie Jauche oder Gülle und/oder Kompost aus pflanzlichen Reststoffen verwendet werden.

Die Partikel 10 weisen einen Kern 11 auf, der den Pflanzen oder dem Bewuchs zuzuführende Stoffe beinhaltet. Die äußere Form und Größe des Kerns 11 ist beliebig. Die Außenfläche des Kerns 11 ist mit einer Deckschicht aus Chitin, und zwar vorzugsweise aus im wesentlichen nur Chitin, versehen. Insbesondere ist die gesamte Außenfläche von der Umhüllung 12 umgeben. Die Umhüllung 12 verfügt über andere mechanische Eigenschaften als der Kern 11 und/oder eine andere Freisetzungsrate von Bestandteilen als der Kern 11. Insbesondere verfügt die Umhüllung 12 über eine größere Festigkeit und bildet einen Schutzmantel des Kerns 11. Neben der mechanischen Schutzeigenschaft bildet die Umhüllung 12 weiterhin eine Schutzfunktion gegen den Ein- oder Zutritt von Flüssigkeit zum Kern 11. Hauptsächlich wird durch die Umhüllung 12 der Austritt von den Kern 11 bildenden Stoffen verzögert zur dosierten Nährstoffabgabe. Beispielsweise kann die Umhüllung 12 über Poren 13 verfügen, die einen Stoff­ austausch zwischen der Umgebung des Partikels 10 und dem Kern 11 unterstützen, insbesondere in radialer Richtung zum Kern 11. Die Umhüllung 12 kann konstante oder variierende Schichtdicke aufweisen.

Das in Fig. 2 dargestellte Partikel 14 verfügt über einen Kern 15 mit einer Umhüllung 16 entsprechend Fig. 1. Auf der Außenfläche der Umhüllung 16 ist mindestens in Teilbereichen derselben eine Deckschicht 17 angeordnet. Bei dieser handelt es sich um eine Schicht aus Düngematerial, welches in unmittel­ barem Kontakt mit der Umgebung des Partikels 14 steht, so daß ein unmittelbarer Übergang von Bestandteilen der Deckschicht 17 zur Umgebung gewährleistet ist, während die Freisetzungsrate des den Kern 15 bildenden Materials durch die Umhüllung 16 beeinflußt wird.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Düngemittels gemäß der Fig. 1 werden Kerne 11 über eine Meßeinrichtung 18 einer Sprühkammer 19 zugeführt. Die Kerne 11 werden durch die Sprühkammer 19 transportiert, insbesondere durchqueren diese die Sprühkammer 19 oder Teilbereiche der Sprühkammer 19 im freien Fall. Weiterhin wird der Sprühkammer 19 eine Chitin beinhaltende Flüssigkeit 20, insbesondere eine im wesentlichen vollständig aus Chitin gebildete Flüssigkeit 20, zugeführt, welche in der Sprühkammer 19 auf den Kern 11 zur Bildung der Umhüllung 12 aufgesprüht wird. Als Sprühverfahren kommen herkömmliche bekannte Sprühverfahren zum Einsatz. Nach Austritt der Partikel 10 aus der Sprühkammer 19 werden diese vorzugs­ weise einer weiteren Behandlungskammer, beispielsweise Trocken­ kammer 21, zugeführt, in der eine Nachbehandlung der Partikel 10 stattfindet, insbesondere eine Aushärtung oder Trocknung.

Für die Herstellung der Chitin beinhaltenden Flüssigkeit 20 kann das Chitin 22, insbesondere in gemahlenem Zustand, in einer Lösungsflüssigkeit 23 gelöst werden. Weiterhin kann das Chitin 22 durch starke Säuren in D-Glucosamin (Chitosamin) und Essigsäuren gespaltet werden. Alternativ kann das Chitin durch Alkalien zerlegt werden in Acetate und das schwachbasische, desacetylierte und teilweise depolymerisierte, kristallisier­ bare Chitosan, das in verdünnten Säuren, wäßrigem Methanol und Glycerin löslich ist. Eine weitere Auflösung des Chitins kann durch Chitinasen oder Lysozyme erfolgen.

Sowohl die Zufuhr des Chitins 22 als auch der Lösungs­ flüssigkeit 23 wird mittels der Meßeinrichtungen 24, 25 separat gemessen. Der Massen- und/oder Volumenstrom der mittels des Chitins 22 und der Lösungsflüssigkeit 23 hergestellten Flüssig­ keit 20 wird durch die Meßeinrichtung 26 überwacht. Bei den Meßeinrichtungen 18, 24, 25, 26 handelt es sich um bekannte kontinuierliche oder diskontinuierliche Einrichtungen, insbe­ sondere volumetrische oder gravimetrische Meßeinrichtungen.

Eine Steuerung der Dicke der Umhüllungen 12 der Kerne 11 kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Einerseits können durch die Konzentration des Chitins 22 in der Flüssigkeit 20 die Dicke und/oder die mechanischen Eigenschaften der Umhüllung 12 gesteuert werden. Eine weitere Einflußgröße ist die Verweil­ dauer der Kerne 11 in der Sprühkammer 19 bzw. die Transport­ geschwindigkeit durch diese.

Die Herstellung der Kerne 11 erfolgt beispielsweise durch Granulierung und/oder Pelletierung des den Kern bildenden Materials, beispielsweise des Kompostes und anschließender Trocknung der Kerne 11.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Dimensionen der Partikel, insbesondere der Dickenverhältnisse der Kerne 11, 15 zu den Umhüllungen 12, 16, soll keine Einschränkung darstellen. Die Dicke der Umhüllungen 12, 16 ist im wesentlichen von der gewünschten Stofffreisetzungsrate abhängig.

Bezugszeichenliste

10

Partikel

11

Kern

12

Umhüllung

13

Pore

14

Partikel

15

Kern

16

Umhüllung

17

Deckschicht

18

Meßeinrichtung

19

Sprühkammer

20

Flüssigkeit

21

Trockenkammer

22

Chitin

23

Lösungsflüssigkeit

24

Meßeinrichtung

25

Meßeinrichtung

26

Meßeinrichtung

Claims (13)

1. Düngemittel zur mittelbaren und/oder unmittelbaren Zufuhr von Stoffen zu Pflanzen oder dergleichen, in Gestalt von Körnern, Partikeln oder dergleichen, die jeweils einen Kern (11, 15) und eine insbesondere die Stofffreisetzungsrate des Kerns (11, 15) beeinflussende Umhüllung (12, 16) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (12, 16) mindestens teilweise aus Chitin oder einem chitinhaltigen Stoff besteht.

2. Düngemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (11, 15) mindestens teilweise, vorzugsweise voll­ ständig, aus einem kompostierten Material gebildet ist.

3. Düngemittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Umhüllung (12, 16) über Poren (13) verfügt.

4. Düngemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner, Partikel oder der­ gleichen über eine die Umhüllung (16) mindestens teilweise umgebende Deckschicht (17) verfügen.

5. Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels, das Körnern, Partikeln oder dergleichen aus einem Kern (11, 15) mit einer Umhüllung (12, 16) aufweist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne (11, 15) mit einer Chitin aufweisenden Umhüllung (12, 16) versehen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (12, 16) in flüssiger Form auf die Kerne (11, 15) aufgebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (12, 16) in einer Sprühkammer (19) auf durch die Sprühkammer (19) strömende Kerne (11, 15) aufgebracht wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Umhüllung (12, 16) nach dem Aufbringen derselben einem Nachbearbeitungsschritt, beispielsweise einer Aushärtung und/oder einer Trocknung, unterworfen wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuführbereich des den Kern (11, 15) bildenden Kernmaterials zur Sprühkammer (19) eine volumetrische oder gravimetrische Messung stattfindet.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuführbereich des die Ummante­ lung (12, 16) bildenden Ummantelungsmaterials zur Sprühkammer (19) eine volumetrische und/oder gravimetrische Messung von mindestens Bestandteilen des Ummantelungsmaterials stattfindet.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Umhüllung (12, 16) durch den der Sprühkammer (19) zugeführten Volumenstrom des flüssigen Ummantelungsmaterials gesteuert wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Umhüllung (12, 16) durch die Konzentration des Chitins im flüssigen Ummantelungs­ material gesteuert wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Aufbringung der Umhüllung (12, 16) diese nachträglich mit einer Deckschicht (17) versehen wird.