DK166475B - Anvendelse af et granulat som materiale til plantesubstrater - Google Patents

Description

DK 166475 B

Opfindelsen angår anvendelse af et granulat af opskummede lerarter eller svagt brændte keramikmaterialer som materiale til plantesubstrater.

Plantestof skiftet er i det væsentlige karakteriseret ved føl-5 gende fænomener: Dissimilation (ånding), assimilation (fotosyntese) , næringsstofskifte, vandhusholdning og transpiration.

Til en optimal vækst behøver planten, bortset fra atmosfæriske påvirkninger (klima, lys etc.), et fast støttepunkt og en kontinuerlig og tilstrækkelig forsyning med næringsstof og vand 10 fra substratet. Sammensætning og opbygning af substratet er altså væsentlige vækstfaktorer.

Planteorganismer behøver vand, ikke blot som udgangsforbindelse til fotosyntesen, men også som en vigtig reaktionspartner i stofskifteprocesser. Organismens vandindhold er derfor til-15 svarende højt: Manden af vand kan hos højere planter være indtil 90% og mere af det levende stof. I planterne sker en stadig strøm af vand, som drives af permanent fordampning (transpiration) i de øvre dele af planten. Dette vandtab må udlignes ved tilsvarende vandoptagelse. Planteorganismer kan 20 til vandoptagelsen i princippet udnytte hele overfladen. Planter, der har en rod, forsyner sig dog fra substratet.

Næringsstofoptagelsen er for en stor dels vedkommende bundet til vand, fordi mineralstofferne og til dels også de organiske stoffer optages i vandig opløsning. Ved siden af carbon, oxy-25 gen og hydrogen, som ved fotosyntesen indbygges i organiske molekyler udgående fra C02 og H20, behøver planterne til deres stofskifte yderligere grundstoffer: Nitrogen, svovl og phosphor som ikke-metaller samt metallerne kalium, calcium og magnesium. Desuden behøver de fleste planter til normal udvikling 30 endvidere sporstoffer: Jern, mangan, zink, kobber, bor, molybdæn, kobolt samt chlor og silicium samt i nogle tilfælde også natrium og selen. De nævnte grundstoffer betragtes næsten alle som essentielle. Ved utilstrækkelig tilførsel sker der typiske svigt- og mangel fænomener. For mange planter er tilstedeværel-

DK 166475 B

2 sen af alle essentielle grundstoffer i jorden ikke tilstrækkelig. Tværtimod må mængderne deraf yderligere være .i et gunstigt forhold til hinanden. Derudover er næringsstoffernes bindingsform til substratet og dermed deres tilgængelighed en 5 kritisk størrelse for planternes forsørgelse.

Planternes velfærd er altså i høj grad afhængig af fysiske og kemiske substrategenskaber. Vigtige fysiske parametre er her jordbunds rumfanget, den af den mineralogiske sammensætning afhængige ombytningskapacitet af substratet, dettes kornstørrel-10 se og struktur samt den af forskellige faktorer påvirkede stabilitet af substratstrukturen. Indholdet af organiske stoffer såsom vækststoffer, huminstoffer, hæmningsstoffer, resistensstoffer etc., og af de allerede ovenfor nævnte essentielle grundstoffer fra uorganiske stoffer udgør substratets afgøren-15 de kemiske parametre.

Tidligere blev som plantesubstrater anvendt talrige forskellige jordblandinger for at tage hensyn til de forskellige krav, som forskellige planter stiller. I de sidste årtier har man i praksis betjent sig af nogle standardjordarter og tørvesub-20 strater, hvis vandhusholdning og næringsstof husholdning kan kontrolleres godt. Derudover bliver der især ved stueplantekultur i den sidste tid i stigende grad anvendt hydrokultur-teknik, ved hvilken der til det for det meste af opblæret lergranulat bestående substrat skal føres næringsstoffer i en for 25 planten til rådighed stående form via vandingsopløsninger. Substratet bliver her fremstillet ved brænding af egnede lerarter ved meget høje temperaturer, hvorved der ved indre gasudvikling sker en opblæring af materialet, dvs. en uregelmæssig blære- og poredannelse.

30 Det er den foreliggende opfindelses opgave at anvise anvendelse af et granulat som materiale til plantesubstrater, hvorved der sammenlignet med den kendte teknik opnås tydeligt forbedret væsketransport eller væskeudveksling i granulatet og tilvejebringelse af den nødvendige luftudveksling, som på enkel 3

DK 166475 B

og effektiv måde kan tilpasses til de pågældende planters krav.

Ifølge opfindelsen løses denne opgave ved anvendelse af et granulat, som er fremstillet ved en fremgangsmåde, ved hvilken 5 45-80 vægtdele ler, 0-50 vægtdele kalkspat, kvartssand, dolomit, feldspat, chamotte eller sepiolit som tilslagsstof, 15 - 30 vægtdele vand, 0,01 - 0,03 vægtdele flydendegørende middel same 0,001 - 0,01 vægtdele tensid blandes.og opskummes i et i og for sig kendt dispergeringsanlæg under tryk (1-10 10 bar) ved trykluftstilførsel ved en temperatur mellem stuetemperatur og 95 °C, idet der eventuelt til fremstilling af en højviskos, tiksotrop, egenstabil skumsuspension anvendes midler, der modvirker det flydendegørende middel, og den opskum-mede blanding derpå eventuelt formes til lerformlegemer, og 15 lerformlegemerne tørres ved en temperatur mellem stuetemperatur og 200°C, de tørrede lerformlegemer eventuelt sønderdeles og sigtes under tilbageføring af den fine andel til udgangsblandingen, og lerformlegemerne eller de sønderdelte lerform-legemer med udvalgt kornstørrelsesområde til slut brændes ved • 20 en produkt temperatur i lerformi egernet mellem 600 og 1500 °C, fortrinsvis 700 og 800°C, som materiale til plantesubstrater.

En sådan fremgangsmåde er i sine væsentlige ejendommeligheder beskrevet i DE-PS 34 14 965, idet dog der fortrinsvis benyttes 0,01 - 0,03 vægtdele flydendegørende middel, og brændingstem-25 peraturen fortrinsvis er begrænset til maksimalt 1000°C.

Det fremkomne produkt anvendes ifølge dette trykskrift som sugende materiale, og især som dyrestrøelse.

Til yderligere belysning af den ved fremstillingen af det omhandlede plantesubstrat anvendte fremgangsmåde henvises derfor 30 til DE-PS 34 14 965.

Ifølge opfindelsen foreslås også anvendelse af granulatet som materiale til hydrokulturer.

tv·

DK 166475 B

4

Endvidere angår opfindelsen anvendelse af granulatet som tilsætning til blomsterjord eller lignende.

En anden udførelsesform ifølge opfindelsen går ud på anvendelse af granulatet som depotbærer for næringsstoffer, gødnings-5 stoffer og/eller pesticider.

Til dette fomål kan granulatet efter brændingen være blevet sprøjtet med en opløsning af næringsstof, gødningsstof og/eller pesticid, hvorefter det er blevet overtrukket med en vandglasopløsning .

10 Denne opløsning hærder først, men under indvirkning af vand og/eller rodsafter opløses den inden for et forud givet tidsrum.

I en særlig udførelsesform er det i vandglasopløsningen indeholdte vandglas i forvejen bragt til reaktion med kalk, kridt 15 eller gips.

Opfindelsen angår endvidere anvendelse af granulatet som langtidspuffer til anvendelse i forsuret jord.

Herved gås der fortrinsvis frem på den måde, at der til udgangsblandingen sættes materialer såsom kridt, dolomit eller 20 lignende, som ved brænding danner alkaliske silikater.

En yderligere udførelsesform ifølge opfindelsen er rettet mod anvendelse af granulatet som bundbelægning i akvarier.

En yderligere udførelsesf om for opfindelsen er ejendommelig ved, at opskumningen af udgangsblandingen sker ved mindst 0,3 25 bar overtryk, idet trykket opretholdes indtil udgangen af dysen.

Det er også muligt, at formningen og sønderdelingen af ler-formlegemerne sker ved en periodisk afbrydning af pressestren-

DK 166475 B

5 ge af den opskummede blanding.

Ifølge opfindelsen kan man også som kornstørrelse vælge et område fra l til 5 mm granulatdiameter.

En yderligere udførelsesform for opfindelsen er ejendommelig 5 ved, at granulatet med hensyn til kornstørrelse har følgende sammensætning: 15 - 30 vægt%, fortrinsvis 25 vægt% granulat med en diameter på 1 - 2 mm, 40 - 70 vægt%, fortrinsvis 60 vægt% granulat med en diameter på 2 - 4mmog5 - 20 vægt%, fortrinsvis 15 vægt% granulat med en diameter på 4 - 5 mm.

10 Opfindelsen omfatter endvidere, at granulatets porediameter kan være mindre end 1 mm.

Ved disse kornstørrelser opnås nemlig et særligt gunstigt forhold mellem adsorptionsevnen hos plantesubstratet på den ene side og afgivelseshastigheden for den. ad- eller absorberede 15 væske på den anden side.

Anvendelsen ifølge opfindelsen af granulater af opskummede lermaterialer eller keramikmaterialer, især sådanne, som er fremstillet ved en fremgangsmåde, hvis væsentlige træk er beskrevet i DE-PS 34 14 965, fører til et helt nyt plantesub-20 strat. Dette i det følgende som " skuml ergr anul at" betegnede materiale kan anvendes både som hydrokulturmateriale og som tilsætning til blomster jord. Til sidstnævnte er både en blanding med blomsterjorden og en lagdeling mulig.

De til planteforsørgelsen nødvendige essentielle grundstoffer, 25 'der allerede er opregnet ovenfor, er til stede i udgangsmaterialet og bliver i produktet stillet til rådighed i en for planterne tilgængelig form. Til planter med yderligere krav (f.eks. yderligere phosphorbehov til blomsterdannelse, hvor det drejer sig om blomsterplanter) bliver recepten suppleret 30 med tilsvarende tilsætninger, eller der anvendes passende lerarter. Således kan der til ethvert anvendelsestilfælde frem- 6

DK 166475B

p stilles optimale produkter.

Ved den ifølge opfindelsen tilvejebragte kornstørrelsessammensætning af skumlergranulatet opnås en granulatrumvægt, som både giver en optimal væsketransport eller væskeudveksling i 5 granulatet og har en tilstrækkelig luftgennemtrængelighed til at muliggøre den nødvendige luftudveksling. Begge dele er en forudsætning for en optimal planteholdning.

I kraft af porestørrelsen i området under 1 mm bliver det muligt for planterne at trænge ind i granulatet med rodspidserne 10 og via rodhårene at optage stoffer fra de mindre porer.

Den høje egenstabilitet af materialet sikrer en aggregatstruktur, som sikrer en optimal luftudveksling (oxygenforsyning) gennem meget lange tidsrum, hvilket er overordentligt vigtigt for planteholdet og f.eks. forhindrer sygdomme.

15 I kraft af den ensartede, især ved den ovenfor anførte fremgangsmåde optimalt indstillelige struktur af materialet og dets kapillarkræfter bliver den tilstedeværende væske inden for en enhed altid ensartet fordelt og derved stillet til rådighed på ethvert sted. Herved forhindres for store og for små 20 tilbud af væske. Herved kan undgås, at der på grund af stedvis udtørring kan optræde koncentrationer af næringsstofopløsninger, som er toksiske for planterne, hvilket kun sjældent kan sikres ved anvendelse af sædvanlig blomsterjord.

Ved de yderligere anvendelser ifølge opfindelsen af skumler-25 granulatet som depotbærer, langtidspuffer eller bundbelægning til akvarier fås disse fordele ligeledes hovedsagelig af den ensartede struktur af materialet og dets kapillarkræfter, hvorved tilgængeligheden af de til det pågældende formål afgørende stoffer bliver forudsigelig og kontrollerbar.Særligt 30 fordelagtigt er det at udføre fremstillingen af granulatet til plantesubstratet ifølge opfindelsen på den måde, der er beskrevet i det væsentlige som i ovennævnte DE-PS 34 14 965, da

DK 166475 B

7 denne fremgangsmåde kan udføres fuldstændigt uden yderligere styrkemidler eller bindemidler som f .eks. cement, da disse kan indeholde stoffer, som er uønskede for det nye anvendelsesområde for materialet, som f.eks. calcium, phosphater etc. Op-5 skumningen af udgangsblandingen skal herved ske ved mindst 0,3 bar overtryk, idet dette tryk skal opretholdes lige til udgangen fra dysen, da en bevægelse af den opskummede mas- se kun kan udføres under tryk. Så snart trykket bortfalder, falder den "frie" vandmængde, og en bevægelse i materialet ville føre 10 til ødelæggelse af porestrukturen.

Udførelsen af fremgangsmåden, der er foreslået i DE-PS 34 14 965, kan som ovenfor nævnt også ændres ved, at der i stedet for formning af den opskummede blanding til lerformlegemer og tørring og sønderdeling af disse sker en dannelse af presse-15 strenge af den opskummede blanding, og at disse periodisk afbrydes, hvorved den direkte granulat fremstil ling bliver mulig, og en eftersønderdeling ikke mere er nødvendig.

Opfindelsen belyses nærmere af følgende udførelseseksempel.

EKSEMPEL

20 500 kg teglstensler bliver sammen med 200 liter vand og 400 kg kiselgur samt 80 g natriumpolyphosphat og 100 g natriumdode-cylsulfonat og 5 kg tilbageførte fine skumlerpartikler sat til en blander, omrørt kraftigt i ca. 5 minutter ved ca. 2 bar, og den opståede, højt tiksotrope lersuspension føres til et form-25 anlæg og i strenge med en diameter på 1 cm bragt ind i en tromletørrer. Tromletørreren, der var forvarmet til 200°C, leder skumlermaterialet, efter en tørretid på 5 minutter, ind i en valseknuser. I valseknuseren bliver det tørrede skumlermateriale knust, de sønderdelte skumlerpartikler bliver deref-30 ter i et sigteanlæg opdelt i en kornfraktion med størrelser mellem 2,5 og 4 mm, som ledes videre til en brændeovn, og en kornfraktion, der har komstør'relser under 2,5 mm, og som føres tilbage til udgangsblandingen. De til brænding førte tør-

Claims (12)

1. Anvendelse af et granulat, fremstillet ved en fremgangsmåde, ved hvilken 45 - 80 vægtdele ler, 0-50 vægtdele kalk-15 spat, kvartssand, dolomit, feldspat, chamotte eller sepiolit som tilslagsstof, 15 - 30 vægtdele vand, 0,01 -0,03 vægtdele flydendegørende middel samt 0,001 - 0,01 vægtdele tensid blandes og i et i og for sig kendt dispergeringsanlæg opskummes under tryk (1-10 bar) ved trykluftstilførsel ved en tempera-20 tur mellem stuetemperatur og 95°C, idet der eventuelt til fremstilling af en højviskos, tiksotrop, egenstabil skumsuspension anvendes midler, der modvirker det flydendegørende middel, og den opskummede blanding derefter eventuelt formes til lerformlegemer, lerformlegemerne tørres ved en temperatur 25 mellem stuetemperatur og 200°C, de tørrede lerformlegemer eventuelt sønderdeles og sigtes under tilbageføring af de fine dele til udgangsblandingen, og til slut lerformlegemerne eller de sønderdelte lerformlegemer med udvalgt kornstørrelsesområde brændes ved en produkttemperatur i ler formi egernet mellem 600 30 og 1500°C, fortrinsvis 700 - 800°C, som materiale til plante-substrater. Anvendelse ifølge krav l, kendetegnet ved, at 2 plantesubstratet anvendes til en hydrokultur. DK 166475B

3. Anvendelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at granulatet anvendes som tilsætning til blomster jord eller lignende .

4. Anvendelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 5 granulatet anvendes som depotbærer for næringsstoffer, gødningsstoffer og/eller pesticider.

5. Anvendelse ifølge krav 4, kendetegnet ved, at granulatet anvendes i en form, hvor det efter brændingen er blevet sprøjtet med en opløsning af næringsstof, gødningsstof 10 og/eller pesticid, hvorefter det er blevet overtrukket med en vandglasopløsning.

6. Anvendelse ifølge krav 5, kendetegnet ved, at det i vandglasopløsningen indeholdte vandglas forud er bragt til reaktion med kalk, kridt eller gips.

7. Anvendelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at granulatet anvendes som langtidspuffer til anvendelse i forsurede j orde.

8. Anvendelse ifølge krav 7, kendetegnet ved, at der til udgangsblandingen sættes materialer såsom kridt, dolo- 20 mit eller lignende, som ved brændingen danner alkaliske silikater.

9. Anvendelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at granulatet anvendes som bundbelægning i akvarier.

10. Anvendelse ifølge et af de foregående krav, kende-25 tegnet ved, at opskumningen af udgangsblandingen sker ved mindst 0,3 bar overtryk, idet trykket opretholdes indtil udgangen fra dysen. 1 2 Anvendelse ifølge et af de foregående krav, kende 2 tegnet ved, at formningen og sønderdelingen af lerform- DK 166475 B legemerne sker ved en periodisk afbrydelse af pressestrenge af den opskummede blanding.

12. Anvendelse ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at der som kornstørrelse vælges en granulat- 5 diameter i området fra 1 til 5 mm.

13. Anvendelse ifølge krav 12, kendetegnet ved, at granulatet med hensyn til kornstørrelse har følgende sammensætning: 15-30 vægt%, fortrinsvis 25 vægt% granulat med en diameter på 1 - 2 mm, 40 - 70 vægt%, fortrinsvis 60 vægt% gra- 10 nulat med en diameter på 2 - 4 mm og 5 - 20 vægt%, fortrinsvis 15 vægt% granulat med en diameter på 4 - 5 mm.

14. Anvendelse ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at granulatets porediameter er mindre end 1 mm. 1