DE3442317C2

DE3442317C2 - Verfahren zur Pillierung von pflanzlichen Samen

Info

Publication number: DE3442317C2
Application number: DE19843442317
Authority: DE
Inventors: Lothar Prof Dr Sc Tech Schuart; Wilfried Prof Kramer; Hubertus Dipl Ing Kattermann; Joachim Pflaumbaum
Original assignee: Glatt Ingenieurtechnik GmbH
Current assignee: SKET Schwermaschinenbau Magdeburg GmbH
Priority date: 1984-11-20
Filing date: 1984-11-20
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2004-11-21
Also published as: DE3442317A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pillierung von pflanzlichen Samen für die Anwendung in der Land- und Forstwirtschaft sowie im Gartenbau nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, nach denen die Pillierung bzw. Umhüllung von pflanzlichen Samen unter verschiedenen Gesichtspunkten durchgeführt wird. Die aufgebrachte Hüllmasse kann Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel, Stoffe zur Verzögerung oder Beschleunigung der Keimung und der Wachstumsregelung enthalten.

Nach den bisher bekannten Verfahren gemäß DD-WP 1 51 102 und DE-OS 25 51 579 werden diese Komponenten der Hüllmasse im wesentlichen als Pulver in einem unbewegten oder sich drehenden Kessel unter Verwendung einer Flüssigkeit mit dem Samenmaterial in Berührung gebracht, wobei mit der Drehung des Kessels und/oder mechanisch wirkenden Einbauten die Bewegung des Samenmaterials, ihre Vermischung mit der Hüllmasse und deren allmähliches Anhaften an den Samen bewirkt wird.

Dieses als Dragieren einzuordnende Verfahren gestattet zwar das schichtweise Aufbringen unterschiedlicher Hüllmassen, allerdings stellt sich eine ungleichmäßige Dicke der Hüllschicht in Verbindung mit einer ungleichmäßigen Verteilung der Komponenten in der Hüllschicht ein. Diese Bedingungen sind hinsichtlich des Feldaufganges als nachteilig bekannt.

Ein derartiges Dragieren stellt für die pflanzlichen Samen eine hohe mechanische Belastung dar, was insbesondere bei dünnschaligem Samenmaterial zur Schädigung der Keimfähigkeit und im Falle der Abtrennung von Samenhüllen zu deren Pillierung führt, womit die Quote des Feldaufgangs zusätzlich vermindert wird.

Ein weiterer Nachteil dieser technischen Lösung besteht darin, daß die pulvrige Hüllmasse durch eine Beschickungsöffnung bzw. in einen offenen Kessel auf das Samenmaterial aufgegeben wird. Aufgrund der Turbulenz des Feststoffes ist es dabei unvermeidlich, daß ein Teil der einzubringenden Hüllmasse aufgewirbelt wird, damit für die Pillierung verlorengeht und zur Verschmutzung bzw. auch auf Grund der chemisch-physikalischen Eigenschaften der Agrochemikalien zur Gefährdung der Umwelt führt. Diese Bedingungen erfordern außerdem, daß die Einleitung eines Trocknungsmittels erst dann erfolgen kann, wenn die aufgebrachte Hüllmasse ausreichend am Samenmaterial haftet.

Die Trocknung der in der benachbarten Weise dragierten Samen besitzt den Nachteil, daß neben dem Stoffübergangswiderstand der Diffusionswiderstand in der Hüllmasse überwunden werden muß. Daraus ergeben sich erhebliche Trocknungszeiten. Außerdem kann dabei nicht vermieden werden, daß aufgrund des Diffusionswiderstandes in der Hüllmasse ein großer Feuchtigkeitsgradient entsteht, der zu mechanischen Spannungen in der Hüllmasse führt, wodurch Rißbildungen und das Abplatzen der Hüllmasse auftreten.

Andererseits führt eine längere Verweilzeit im Trocknungsmittel zu thermischen Schädigungen mit der Reduzierung der biologischen Eigenschaften des Samenmaterials.

Für derartig umhülltes pflanzliches Samenmaterial ist bekannt, daß innerhalb der Pille das Samenkorn außermittig angeordnet ist, wodurch in Verbindung mit mechanischen Beanspruchungen, z. B. bei der Ausbringung, das Aufreißen und Abplatzen der Hüllmasse vom Samenkorn begünstigt wird und damit die Wirkstoffe am Samen nicht wirksam werden können.

In der DE-AS 15 82 513 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem eine vorbestimmte Samenmenge als Schüttgut in eine rotierende Dragier- oder Drehtrommel zugeführt und anschließend in eine rotierende rollende Bewegung versetzt wird. Die Oberfläche der dort in Bewegung befindlichen und anfänglich mit einer wäßrigen Lösung benetzten Samenmasse wird in der Dragiertrommel durch aufeinanderfolgende Sprüh- und Bestäubungsvorgänge mit den gewünschten Schichten versehen. Dabei sorgt die durch die Drehung der Dragiertrommel hervorgerufene Bewegung des Saatgutes dafür, daß die Hüllmasse sich allmählich mit dem Saatgut vermischt, an den einzelnen Saatkörnern haften bleibt und diese schließlich umhüllt. Auf diesen Pillierungsvorgang folgt anschließend ein Trocknungsvorgang, wobei der zum Trocknen vorgesehene Luftstrom erst längere Zeit nach dem Einbringen der Hüllmasse in die Dragiertrommel eingeleitet werden kann, um ein Aufwirbeln der Hüllmasse zu verhindern.

Die gemäß DE-AS 15 82 513 sowie DE-OS 25 51 579 beim Umwälzen der Samen in den Dragiertrommeln entstehenden Schichten sind ungleichmäßig und weisen eine ungleichmäßige Komponentenverteilung auf, die sich beim Aufgehen der Samen im Feld nachteilig auswirken kann. Vor allem aber können bei den vorbekannten Dragierverfahren die Samen durch ihre starke mechanische Belastung beschädigt werden, was zu Verlusten an Keimfähigkeit und zu zusätzlichen Ausfällen im Feldaufgang führt.

Weiterhin sind Verfahren bekannt, DD-AP 1 01 799, bei denen die Aufbringung von Wirkstoffen in einem Kessel unter Ausnutzung der Zentrifugalkraft erfolgt. Für diese Verfahren gelten die oben bereits genannten Nachteile in gleicher Weise.

Darüber hinaus sind Verfahren bekannt, DD-WP 56 390, die vorzugsweise zur Flüssigbeizung von Saatgut eine Fluidisierung von Saatgut vorschlagen, wobei das Beizmitttel im Fluiddisierungsmittel vor dem Durchströmen eines Anströmbodens verteilt wird. Diese Verfahren ergeben praktisch keine Änderung der Samenabmessungen, wodurch eine Einzelkornablage nicht möglich wird. Diesen Verfahren ist gemeinsam, daß die Aufbringung des Beizmittels ohne Bindemittel erfolgt, wodurch der Abrieb, Staubentwicklung bei der Ausbringung und die Beschädigung der Samen gegeben sind.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Pillierung von pflanzlichen Samen zu entwickeln, mit dem das pillierte Samenmaterial

- in wesentlich verkürzter Zeit hergestellt wird
- bei Erhaltung der biologischen Eigenschaften sowohl thermisch als auch mechanisch schonend behandelt wird,
- eine homogene und/oder schichtweise aufgebaute Umhüllung erhält, wobei unter Einsparung von Wirkstoffen diese gezielt plazierbar sind,
- in vollständig vereinzelter Form und stabil umhüllt gewonnen wird,
- aufgrund des einstellbar engen Kornbandspektrums für den perfektionierten, vereinzelungslosen Anbau mit Einzelkornablage geeignet ist,
- einen definierten Wassergehalt mit dem Ziel einer optimalen Lagerfähigkeit aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zur Pillierung von pflanzlichen Samen zu entwickeln, das eine hohe Geschwindigkeit der Agglomeration und Trocknung von Hüllmasse bei effektiver Nutzung des Trocknungspotentials des Trocknungsmittels durch intensiven Stoff- und Wärmeübergang gestattet, ohne daß die ursprüngliche Keimfähigkeit der Samen beeinträchtigt wird, in der Umhüllung eine gezielte Wirkstoffplazierung möglich ist und eine hohe mechanische Stabilität der pillierten Samen erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1, also im wesentlichen dadurch gelöst, daß pflanzliche Samen in einer Wirbelschicht mit einem erwärmten Trocknungsmittel fluidisiert werden, während Flüssigkeit auf die Oberflächen der fluidisierten Samen verdüst wird, wobei gleichzeitig staubförmige Wirkstoffe in die Wirbelschicht direkt eingetragen werden. An den Oberflächen der fluidisierten Samen lagern sich zunächst die verdüsten Flüssigkeitstropfen und die eingetragene staubförmigen Wirkstoffe an, wobei der mitgeführte Wasseranteil entsprechend den gewählten Temperaturbedingungen verdampft und der Feststoffanteil der Flüssigkeit gemeinsam mit den staubförmigen Wirkstoffen an den Samenoberflächen agglomeriert. Da das Samenmaterial einer Art nahezu monodispersen Charakter besitzt, wird eine homogene Wirbelschicht ausgebildet, in der der Impulsaustausch der fluidisierten Samen zu einem gleichmäßigen Schichtaufbau der Hüllmasse führt.

Die Eintrittstemperatur des Trocknungsmittels wird dabei so gewählt, daß in Abhängigkeit des Wasseranteils der eingedüsten Flüssigkeit die in der Wirbelschicht meßbare Temperatur einen Wert zwischen der Kühlgrenztemperatur und maximal 338 K, vorzugsweise 308 K bis 323 K, erreicht. In einem Wirbelschichtapparat wird Saatgut mit einer definierten Luftmenge und Lufteintrittstemperatur fluidisiert.

Mit dem Beginn der Saatgut-Fluidisierung erfolgt die sofortige Eindüsung von Flüssigkeiten in einer definierten Reihenfolge in die Wirbelschicht. Bindemittelhaltige Lösungen werden nach zeitlicher Reihenfolge in der Wirbelschicht versprüht. Parallel zur Eindüsung der Flüssigkeiten werden der Wirbelschicht kontinuierlich staubförmige Wirkstoffe, vorzugsweise Kaolin in einer definierten Menge, zugeführt. Die Pillierung ist nach Beendigung der Flüssigkeitseindüsung und/oder der Kaolinzugabe abgeschlossen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Samen in einen Wirbelschichtapparat eingebracht, in dem diese von einem aufwärts gerichteten, erwärmten Luft- oder Gasstrom angehoben werden, welcher gleichzeitig auch als Trocknungsmittel dient. Dabei werden beim erfindungsgemäßen Verfahren die zur Pillierung vorgesehen Suspensionen auf die Oberfläche der fluidisierten Samen verdüst, die praktisch schwerelos im Fluidstrom schweben. Durch die intensive und dennoch gleichsam schwebende Bewegung der Samen in der durch das Trocknungsmittel gebildeten Wirbelschicht läßt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine statistische Verteilung der Komponenten, eine gleichmäßige Beschichtung der einzelnen Samen sowie eine schonende thermische und mechanische Behandlung erzielen.

Die Erfindung wird nachfolgend mit zwei Ausführungsbeispielen beschrieben.

Beispiel 1

In einem Wirbelschichtapparat werden 15 kg naturelles Zuckerrübensaatgut vom Kaliber A, monocarb, mit einer Luftmenge von 2500 m³/h bei einer Lufteintrittstemperatur von 368 K fluidisiert. Mit dem Beginn der Saatgut Fluidisierung erfolgt die sofortige Eindüsung von Flüssigkeit in die Wirbelschicht. Bei einem konstanten Durchsatz von 49 kg/h werden unterschiedliche Flüssigkeiten in Reihenfolge in der Wirbelschicht versprüht:

1. Flüssigkeit A:
1,5%ige bindemittelhaltige Lösung, in der das Fungizid Thiuram mit einem Anteil von 0,9% suspendiert ist. Zeitdauer der Eindüsung: 5 Minuten.

2. Flüssigkeit B:
1,5%ige bindemittelhaltige Lösung Zeitdauer der Eindüsung: 20 Minuten

3. Flüssigkeit C:
1,5%ige bindemittelhaltige Lösung, in der das Insektizid Carbofuram mit einem Anteil von 9% suspendiert ist. Zeitdauer der Eindüsung: 5 Minuten

4. Flüssigkeit B:
Zeitdauer der Eindüsung: 20 Minuten

5. Flüssigkeit D:
1,5%ige bindemittelhaltige Lösung, in der der Mikronährstoff Bor mit einem Anteil von 13,5% suspendiert ist. Zeitdauer der Eindüsung: 5 Minuten

6. Flüssigkeit B:
Zeitdauer der Eindüsung: 5 Minuten

Parallel zur Eindüsung der Flüssigkeiten wird der Wirbelschicht kontinuierlich staubförmiges Kaolin mit einem Durchsatz von 15 kg/h zugeführt. Mit der Beendigung der Flüssigkeitseindüsung und der Kaolinzugabe ist die Pillisierung abgeschlossen.

Beispiel 2

In einem Wirbeschichtapparat werden 25 kg naturelles Zuckerrübensaatgut vom Kaliber A, monocarb, mit einer Luftmenge von 4100 m³/h bei einer Lufteintrittstemperatur von 373 K fluidisiert.

Mit Beginn der Saatgut-Fluidisierung erfolgt die sofortige Eindüsung von Flüssigkeit in die Wirbelschicht. Bei einem konstanten Durchsatz von 70 kg/h werden unterschiedliche Flüssigkeiten in Reihenfolge in der Wirbelschicht versprüht:

1. Flüssigkeit E:
1,5%ige bindemittelhaltige Lösung, in der das Fungizid Carbendazim mit einem Anteil von 5,14% suspendiert ist. Zeitdauer der Eindüsung: 5 Minuten

2. Flüssigkeit F:
1,5%ige bindemittelhaltige Lösung, Zeitdauer der Eindüsung: 20 Minuten

3. Flüssigkeit G: 1,5%ige bindemittelhaltige Lösung, in der das Insektizid Methamidophos mit einem Anteil von 5,14% suspendiert ist. Zeitdauer der Eindüsung: 5 Minuten

4. Flüssigkeit F: 1,5%ige bindemittelhaltige Lösung: Zeitdauer der Eindüsung: 20 Minuten

5. Flüssigkeit H:
1,5%ige bindemittelhaltige Lösung, in der der Mikronährstoff Molybdän mit einem Anteil von 1,71% suspendiert ist. Zeitdauer der Eindüsung: 5 Minuten

6. Flüssigkeit F:
Dauer der Eindüsung: 5 Minuten

Während der Flüssigkeitseindüsung wird der Wirbelschicht kontinuierlich staubförmiges Kaolin mit einem Durchsatz von 25 kg/h über einen Zeitraum von 60 Minuten zugeführt. Nach Beendigung der Kaolinzugabe erfolgt die Eindüsung der Flüssigkeit F, bei gleichbleibendem Durchsatz, für eine Zeitdauer von 5 Minuten.

Claims

1. Verfahren zur Pillierung von pflanzlichen Samen, bei dem Samenmaterial, Flüssigkeiten und pulverförmige Hüllmasse in Berührung gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß pflanzliche Samen in einer Wirbelschicht mit einem Trocknungsmittel fluidisiert und bindemittelhaltige und zeitlich begrenzt mit Wirkstoffen versehene Lösungen bzw. Suspensionen nach einer festgelegten Reihenfolge auf die Oberflächen der fluidisierten Samen verdüst werden, wobei parallel zur Eindüsung der Flüssigkeiten kontinuierlich staubförmige Wirkstoffe der Wirbelschicht direkt zugeführt werden.

2. Verfahren zur Pillierung von pflanzlichen Samen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittstemperatur des Trocknungsmittels in Abhängigkeit vom Wasseranteil der eingedüsten Flüssigkeit und der Temperatur der Wirbelschicht, die einen Wert zwischen der Kühlgrenztemperatur und maximal 353 K besitzt, eingestellt wird.

3. Verfahren zur Pillierung von pflanzlichen Samen nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als staubförmige Wirkstoffe vorzugsweise Kaolin verwendet werden.

4. Verfahren zur Pillierung von pflanzlichen Samen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffanteil der Flüssigkeit gemeinsam mit den staubförmigen Wirkstoffen an der Samenoberfläche agglomeriert wird.

5. Verfahren zur Pillierung von pflanzlichen Samen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pillierung nach Beendigung der Zugabe von Wirkstoffen mit anschließender Eindüsung bindemittelhaltiger Lösung abgeschlossen wird.