DE2040229A1 - Verfahren zur Herstellung von gleichmaessig geformten Granulaten - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von gleichmäßig geformten Granulaten_ _

Für diese Anmeldung wird die Priorität der japanischen Anmeldung vom 29. August 1969, Serial Nr« 68478/69, in Anspruch genommen \

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung granulierter komplexer Düngemittel^, die eine gleichmäßige Teilchengröße besitzen^ durch einen Granulationsprozess unter rollender Bewegung, wobei eine wässrige iviischlösung aus einer nicht dissoziierbaren wasserlöslichen makromolekularen Verbindung und einem oberflächenaktiven Mittel als Bindemittel benutzt wird.

Komplexe Düngemittel und dergleichen werden üblicherweise für verschiedene Zwecke granuliert, beispielsweise um ihr Aussehen als Verkaufsprodukt zu verbessern, das Produkt leichter verwendbar zu machen oder die Wirksamkeit der einzelnen

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imngerbestandteile fur längere Zeitdauer wirksam herden zu lassen. Dm diese Zwecke zu erreichen, ist bereits eine größere Zahl von üranulationsverfaiiren vorgeschlagen worden, aber in den meisten fällen v/ird ein Granulierverfuhren unter rollender Bewegung angewendet, . obei Trommeln oder Pfannen benutzt werden«

Bisher wurde bei GranulierverJahren unter rollender Bewegung und unter Verwendung von Trommeln oder Pfannen gewöhnlich Wasser als Bindemittel benutzt. Die üblicherweise angewendete Methode umfaßt den tropfenweisen Zusatz eines Bindemittels, während das zu granulierende pulverförmige Material sich in rollender Bewegung befindet. Hierdurch wird eine Aggregation der Teilchen und ihre Bindung sowie ein weiteres wachstum der kleinen Teilchenkugelchen erreicht, um so Granulate bestimmter Korngröße zu schaffen. Dieses Verfahren bietet jedoch die Schwierigkeit, gleichmäßige und dicht zusammenbackende Teilchen zu erhalten und so ein Granulat von gleichmäßiger Korngröße zu erzielen.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, diese Schwierigkeiten der üblichen Arbeitsv/eise zu vermeiden.

Es wurde nun gefunden, daß bei Verwendung einer wässrigen Mischlösung aus einer nicht dissoziierbaren wasserlöslichen makromolekularen Verbindung und einem oberflächenaktiven Mittel als Bindemittel bei der Granulierung unter rollender Bewegung von komplexen Düngemitteln, unter Zuhilfenahme von Trommeln oder Pfannen, ein dichtes und gleichmäßig geformtes Granulat erhalten wird, und zwar mit einer erheblich verbesserten Ausbeute.

Gemäß der Erfindung kann das gleichmäßige und dichte Granulat durch Zusatz der oben erwähnten wässrigen Mischlösung aus einer nicht dissoziierbaren wasserlöslichen makromolekularen Verbindung und einem oberflächenaktiven Mittel zu dem zu

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BADORlQiMAL

nulicrenden komplexen Düngemittel erhalten v/erden» iis wird angenommen, daß die Neigung des oberflächen aktiven Llittels zur Vormind· run. der Oberflächenspannung in Kombination mit der Kohäsion der Teilchen untereinander, die durch die nicht dissoziierbare, wasserlösliche makromdßlulare Verbindung erzielt wird, das rewünschte Granulat, liefert.

Geeignete nicht dissoziierbare wasserlösliche makromolekulare Verbindungen, die gemäß der .Erfindung benutzt werden können, umfassen beispielsweise Polyvinylalkohole, die im folgenden als ±'Va abgekürzt; werden, Polyvinylpyrrolidone, die im folgenden als PVP abgekürzt werden, Polyvinylmerhylather, Polyvinyl-Üia^olidinone wie z.B. Poly-Ii-Vinyl-5^ethyl-2-Oxazolidinone, ferner wasserlösliche teilv/eise verseifte Verbindungen von Polyvinylacetat, die im folgenden als PVAG abgekürzt werden, teilweise acetylierte Erzeugnisse von PVA, teilweise acetalysierte Verbindungen von PVA, Polyvinyl acrylamide and Lethylcellulosen, die im folgenden als MC abgekürzt werden„

Die oberflächenaktiven Mittel, die zusammen mit den oben erwähnten nicht dissoziierbaren wasserlöslichen makromolekularen Verbindungen benutzt werden können, unterliegen keiner besonderen Begrenzung. Typische Beispiele geeigneter oberflächenaktiver Uiutel umfassen jedoch anionische oberflächenaktive Mittel, schwefelsaure Estersalze höherer Alkohole wie z.B. Hatriumdodecylsulfat, das im folgenden als SDS abgekürztAvird, Alkylb en ζ öl sulfonate wie Natriumdodecylbenzol-SuIfonat, höhere Carboxylverbindungen wie Katriumoleat und Harzseifen, Alkyl-Polyoxyäthylen-Sulfate wie Hatriumdodecyl-Polyoxyäthylensulfat, Dialkylsulfonate wie Hatriumdioctylsulfosuccinat, Alkylsulfonate wie Natriumdodecylsulfonat, Alkyl-IT aphthalinsulf onat e wie Uatrium-Propylnaphthalinsulf onat, das im folgenden als PNS abgekürzt wird, und Mischungen dieser Verbindungen <>

Als nicht ionische oberflächenaktive Mittel können beispielsweise benutzt werden höhere Polyoxyäthylen-Alkyl-iither -4~

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mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen in uer Alkylgruppe, höhere Fettsäureester mit 8-22 Kohlenstoffatomen im Säurerest von Sorbitol, Sorbitan und anderen mehrwertigen Alkoh&en, zum Beispiel Sorbitan_Monooloat und Äthylenoxyfebkömmlinge solcher Fettsäureester von mehrwertigen Alkoholen,

Als kationische oberflächenaktive Mittel können beispielsweise benutzt werden Alkyltrimethyl-Animoniumchlorid, Alkylpyridinium-Chlorid und Alkylamin-Hydrochlorid.

Es können auch amphotere oberflächenaktive Mittel verwendet werden, wie sie durch höhere Alkyl-ß-Alanine und höhere i.lkyl-Betaine repräsentiert werden.

„■ie oben angegeben, kann irgendein anionisches _inicht ionisches, kationischen oder amphoteres oberflächenaktives Mittel verwendet werden, indessen läßt sich die größte Erhöhung in der Granulationsausbeute erzielen, wenn anionische oberflächenaktive Mittel verwendet werden_o

Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es im allgemeinen vorzuziehen, eine wässrige Mischlösung der nicht dissoziierbaren wasserlöslichen makromolekularen Verbindung und des oberflächenaktiven Mittels tropfenweise zu dem gepulverten komplexen Düngemittel, das granuliert werden soll, zuzusetzen, während es mit Hilfe eines trommel- oder pfannenartigen G-ranulators in rollender Bewegung gehalten wird ο

Das Gewichtsverhältnis des nicht dissoziierbaren wasserlöslichen makromolekularen Stoffs zu dem oberflächenaktiven Mittel liegt vorzugsweise innerhalb der Größenordnung von 1 : 1o bis 1o : 1. Im besonderen sind 2 bis 4- Gew.-Teile der nicht dissoziierbaren wasserlöslichen makromolekularen Verbindung auf 8 bis 6 Gew.-Teile des oberflächenaktiven Mittels vorzugsweise anzuwenden_β

Bei der uurchführung der vorliegenden Erfindung soll die -J?"*

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Summe der nicht dissoziierbaren wasserlöslichen makromolekularen Verbindung Und des oberflächenaktiven Mittels, beide als Feststoffe berechnet, zwischen etwa ο,οοοΐ und 2o Gew_o-/i>, berechnet auf das Gewicht des zu granulierenden pulverförmigen komplexen Düngemittels, liegen.»

Die wässrige Mischlösung der nicht dissoziierbaren wasserlöslichen makromolekularen Verbindung und des oberflächenaktiven Mittels kann in irgendeinem geeigneten Verhältnis mit Wasser verdünnt werden. Infolgedessen kann es in Form einer wässrigen Lösung Jeder geeigneten Konzentration zugesetzt werden, im allgemeinen o,oo5 bis 1o Gew.-%<>

Die vorliegende Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele näher erläutert werden, in denen alle Prozentzahlen Gewichtsprozente bedeuten.

Beispiel 1

Bei jedem der folgenden Beispiele wurde ein kleiner Granulator mit einer Drehtrommel von 2o cm 0 und 12o cm Länge mit 4-00 g des gepulverten komplexen Düngemittels beschickt, das 14- % Stickstoff, -Io % Phosphorsäure und 12 % Kali enthielt«, Während die Trommel in Rotation sich befand», wurden 4o g jedes der in der folgenden Tabelle 1 genannten Bindemittels (Versuche 1 bis 7) tropfenweise dem Düngemittel mit konstanter Geschwindigkeit innerhalb einer Zeitdauer von 3o Minuten zugesetzt. Nachdem der Tropfenzusatz vollendet war, ließ man die Trommel noch 1o Min. lang- rotieren, dann wurde das Granulat getrocknet. Im Anschluß an das Trocknen wurde das Erzeugnis gesiebt, um die Fraktionen der verschiedenen bestimmten Korngrößen, wie sie in Tabelle 1 angegeben sind, voneinander XU trennen·

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Tabelle 1

Korngrößenverteilung des Granulats

Versuch Bindemittel Nr₀

Maschen- Waschen- i.iaschengroße größe größe nach Ty- nach Ty- nach ler mehr ler Tyler als 6 6-14 ünter14

',Vasser

PVA-SDS⁺0.01>ö-ige wässrige

PVA-S-uS 0.1 ^

PVA-ÜU3 1 '/ο

PVA-oDS 5 %

PVA 1 #

SDS 1 %

„Lösung

39/0	46/0	15'
26	54	2o
2o	62	18
2o	65	15
18	63	19
4o	44	16
23	52	25

+ PVA-SDS eine Mischung aus gleichen Teilen von PVA (Polyvinylalkohol) und 8DS (liatriumdodecylsulfat).

In der Tabelle stellt der Versuch Nr₀ 1 einen Vergleichsversuch dar, während die Versuche 2 bis 5 der vorliegenden Erfindung entsprechen; die Versuche 6 und 7 sind ebenfalls zum Vergleich aufgeführt.

Wie es aus den in Tabelle 1 zusammengestellten Ergebnissen offensichtlich ist, erhöht die Verwendung einer wässrigen Lösung von PVA-SDS in Mischung als Bindemittel des Verhältnis der Körner gleichmäßiger Korngröße und verbessert die Granulationsausbeute.

Beispiel 2

Im gleichen Granulator wie in Beispiel 1 wurden zur Unterscheidung verschiedener Proben gepulverten Düngemittels, Jedesmal 4o g einer 1/o-igen wässrigen Lösung,einer Mischung aus PVA mit einem Polymerisationsgrad von etwa*1ooo, und SDS in verschiedenen Mischungsverhältnissen tropfenweise mit konstanter Geschwindigkeit einer Probe von jedesmal 4·οο g des komplexen gepulverten Düngemittels, das 14 % Stickstoff, 1o % Phosphors

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säure und 12 /ό "Kali enthielt, zugesetzt. .Dann wurde die Stoffmischung in der gleichen vv'eise wie in Beispiel 1 beschrieben granuliert, getrocknet und gesiebt· Die Korngrößenverteilung der so erhaltenen Granulate wurde bestimmt. Die .Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt_o

Tabelle 2
Korngrößenverteilung der Granulate

Versuch Bindemittel

Nr₀ I.'iischungüveriiältnis von PVa. : SJS

Iiasciien- !.laschen- Iiaschengröße nach größe nach große Tyler nach 6-14 Tyler _—unter14

Tyler mehr als 6

8	1oo	: 0
9	7o	: 3o
Io	5o	: 5o
11	3o	: 7o
12	0	:1oo

23 2o

59 65 67 52

18 15 16 25

In der Tabelle sind die Versuche Nr₀ 8 und 12 für Vergleichszwecke aufgeführt, während die Vorsuche 9 bis 11 Proben gemäß der Erfindung darstellen

wie sich aus Tabelle 2 ergibt, erhöht die Verwendung einer wässrigen LIischiösung,in der eine makromolekulare Verbindung und ein oberflächenaktives Kittel gemeinsam vorhanden sind, das Verhältnis der Granulate von gleichmäßiger Korngröße und liefert somit ein zufriedenstellendes Ergebnis„

Beispiel 3

Unter Verwendung des gleichen Granulators wie in Beispiel 1 wurden verschiedene Proben von je 4-oo g eines gepulverten komplexen Düngemittels mit 12 jb Stickstoff, 8 >j Phosphorsäure und 1o % Kali eingefüllt und zu jeder dieser Proben wurden 32 g Wasser sowie die beiden Bindemittel, d_oh_o eine 1;-j-i :e wässrige Lösung der Llischung der nicht dissoziierbaren wasserlöslichen makromolekularen Vorbindung und aes oberflächenaktiven

—8—

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Mittels (vergleiche Versuche 17 und 18), ferner eine 1/^-ige wässrige Lösung einer Mischung einer dissoziierbaren wasserlöslichen makromolekularen Verbindung und eines oberflächenaktiven Mittels (vergleiche Versuch Nr. 19) und eine T>-ige wässrige Lösung einer dissoziierbaren wasserlöslichen makromolekularen Verbindung (vergleiche Ve./such Nr. 2o) tropfenweise mit konstanter Geschwindigkeit dem komplexen Düngemittel zugesetzt. Die Mischung wurde granuliert, getrocknet und gesiebt, in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 beschrieben. Die Verteilung der Korngrößen der so granulierten Produkte wurde bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 ersichtliche

Tabelle 3

korngrößenverteilung der Granulate

Versuch Bindemittel
Nr.

IvIischungsver- Haschen- Maschen- Lüasch-

hältnis der größe größe engros-

makromoleku- nach nach Ty- se

laren Verbin- Tyler ler nach

dung zu dem mehr als 6 - 14 Tyler

oberflächenak- 6 unter

tiven Mittel 14

13	Wasser	1/3	35%	43%	22%
14	PVP-SDS	1/3	18	67	15
15	MC-SDS		23	61	16
16	1ο% acetalysiertes	1/3
	PVA-SuS	-	24	58	16
17		_	37	42	21
18	PVP ;	1/3	33	47	2ο
19	PAA(Na)-UJuS	_	24	38	38
2ο	PuA(Na)^	37	43	2ο

1) Methylcellulose mit dem Handelsnamen"Methocel", hergestellt und verkauft von der Dow Chemical Co,

2) Polyvinylpyrrolidon

3) Natriumpolyacrylat mit einem Polymerisationsgrad von etwa 8o

In der Tabelle ist der Versuch Nr. 13 als Vergleichsversuch

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anzusehen, die Versuche 14 bis 16 entsprechen der vorliegenden Erfindung und die Versuche 17 bis, 2o stellen ebenfalls Vergleichsversuche dar,

Beispiel 4

In dem gleichen Granulator wie in Beispiel 1 wurden je 32 g einer 1%-igen wässrigen Mischlösung von Polyvinylalkohol mit einem Polymerisationsgrad von 14oo und verschiedene Arten von oberflächenaktiven Mitteln tropfenweise mit konstanter Geschwindigkeit getrennten Proben von jedesmal 4oo g eines gepulverten komplexen Düngemittels mit 12 % Stickstoff, 8 % Phosphorsäure und 1o % Kali zugesetzt. Die entsprechenden Mischungen wurden dann granuliert, getrocknet und in der gleichen V/eise wie in Beispiel 1 beschrieben gesiebte Die Korngrößenverteilung der Erzeugnisse wurde bestimmt und es wurden die in Tabelle 4 zusammengestellten Ergebnisse erhalten·

Tabelle 4

Korngrößenverteilung der Granulate

Versuch Bindemittel Mischungsver- Maschen- Masch- Mascb*·

Nr. hältnis der größe engrös- grös-

makromoleku— nach se nach ße laren Verbin- Tyler Tyler nach dung zu dem mehr als 6-14 Tyler oberflächen- 6 unter aktiven Mittel 14

21 2VA-Harzseife 1/3 26% 57% 17%

22 PVA-PNS 1/3 16 6o 24

23 PVA-Natriumoleat 1/3 14 67 19

24 PVA-A¹) 1/3 24 58 18

25 PVA-B²) 1/3 19 61 2o

26 PVA-Laurylbetain 1/3 21 57 22

1) A a Lauryl-Methyl-Ammonium-Chlorid 2; B » Polyoxyäthylen-Lauryläther mit 1o Kohlenstoffatomen in der Äthylengruppe

Wie aus den Ergebnissen der obigen Beispiele klar ersichtlich ist, schafft die Erfindung ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von Granulaten gleichmäßiger Größe unter beträcht-

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licher Verbesserung der Granulationsausbeute«

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Claims (1)

1. /1

   Patentansprüche

   Verfahren zur Herstellung gleichmäßig geformter granulierter komplexer Düngemittel, dadurch gekennzeichnet, daß man dem gepulverten komplexen Düngemittel in einem Granulationsverfahren unter rollendei· Bewegung eine wässrige ICischlösung eines nicht dissoziierbaren wasserlöslichen makromolekularen Stoffs und eines oberflächenaktiven Mittels als Bindemittel zusetzt, worauf man das erhaltene Granulat trocknete

   Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierte Menge der nicht dissoziierbaren wasserlöslichen makromolekularen Verbindung und des oberflächenaktiven Mittels, berechnet als Feststoffen in der wässrigen Lösung, die dem Granulat einverleibt wird, in der Größenordnung von ο,οοοΊ bis 2o Gew, Prozent liegt, berechnet auf das Gewicht des Granulats.

   Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des oberflächenaktiven Mittels zu der nicht dissoziierbaren makromolekularen Verbindung in der Größenordnung von 1 : 1o bis 1o : Gev/.-Teilen liegt»

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