EP3687676A1 - Method and assembly for producing coated prills or granulates, prills obtained therewith, and use thereof - Google Patents

Method and assembly for producing coated prills or granulates, prills obtained therewith, and use thereof

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Publication number
EP3687676A1
EP3687676A1 EP18778905.2A EP18778905A EP3687676A1 EP 3687676 A1 EP3687676 A1 EP 3687676A1 EP 18778905 A EP18778905 A EP 18778905A EP 3687676 A1 EP3687676 A1 EP 3687676A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
prills
layer
coating
drum
coating step
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18778905.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Yevgeny Makhynya
Evgeni Gorval
Leo Kagalowski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Industrial Solutions AG filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP3687676A1 publication Critical patent/EP3687676A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/006—Coating of the granules without description of the process or the device by which the granules are obtained
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/12—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic in rotating drums
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/16—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by suspending the powder material in a gas, e.g. in fluidised beds or as a falling curtain
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00—Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/30—Layered or coated, e.g. dust-preventing coatings
    • C05G5/37—Layered or coated, e.g. dust-preventing coatings layered or coated with a polymer

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for producing coated prills or granules.
  • the invention relates to a method and an apparatus according to the preamble of the respective independent claim.
  • Prills can be distinguished from classical granulated particles (granules) or from pellets and pastilles, especially when used as fertilizers. Granulated bulk solids are characterized by high strength and comparatively large size.
  • Granules are produced in a crystallization process layer by layer (so-called "onion skin") and can be of different sizes
  • Special types of granules in particular pellets or pastilles) are produced in particular by pressing a melt through a sieve, wherein the solidified particles
  • the pellets can be extruded extruded, however, pellets have hitherto hardly been used in the field of fertilizers or at most as natural fertilizer (manure, humus) or at least less frequently as granules or prills.
  • Prills are products of spray crystallization, ie fine-grained material, often in a round or drop-shaped form, with a particle size of approx. 2 to 3 or even less often up to 4mm.
  • Molten material is sprayed from above into a tower, so that in free flight droplets form which cool and solidify in forced convection or in an already present draft of air.
  • Granulation aids are not absolutely necessary, but are very often used, in particular by admixing with the melt, before the spray crystallization.
  • the granulating agent used is standard urea formaldehyde (UF) solution.
  • the particle size depends on the length of the free flight and optional additional (forced) air cooling, but can not be changed arbitrarily.
  • this process together with granulation is the most frequently chosen process.
  • Prills and granules are often at least approximately round particles, the pellets are often semicircular.
  • prills often have disadvantages with regard to mechanical properties (eg lump formation, breakage), in particular with the consequence that higher fertilizer losses occur during transport, storage and general application.
  • mechanical properties eg lump formation, breakage
  • the material or the fertilizer inhomogeneous, that is distributed unevenly.
  • Urea is currently the world's most demanded nitrogen fertilizer. Of the total produced only the very modern plants supply granular urea; By means of the older systems, it is often only possible to produce urea in prilled form.
  • Patent EP 1 890 985 B1 describes a controlled-release coated fertilizer.
  • the published patent application DE 196 03 739 AI describes mixtures of fertilizer granules.
  • the published patent application EP 0 763 510 A1 describes a polymer layer sprayed by fluidized bed granulation.
  • the patent US 9,266,787 B2 describes fertilizer with a Poylmer layer of specific thickness.
  • the object of the invention is to provide an apparatus and a method for producing or modifying prills, with which as many advantages as possible with regard to the material structure of the prills or with respect to the release of active ingredient or fertilizer and also with respect to the possible variations in the manufacturing process together can be realized.
  • This object is achieved by a method for producing or modifying with at least one biodegradable polymer layer, in particular PLA layer coated prills or granules, in particular fertilizer prills, wherein the at least one degradable polymer layer on a support material of the respective Prills is applied, wherein the prills are first coated in a drum coating coating step with at least a first (lower) degradable layer on the substrate, in particular in a drum coater at a relatively low pressure, and then in a fluidized coating step with at least one second degradable layer over the first layer to be coated, in particular in a fluidized bed coater at a relative overpressure.
  • the two-layer structure allows a synergy of advantages from both methods or from both types of layers.
  • a two-stage release in particular two-stage with regard to the time and / or with regard to the manner of the released active ingredient or fertilizer.
  • the carrier material can be released by the drum coating layer (s) within a few hours, and that a noticeable release by the swirl coating layer (s) only takes place after a much longer time, especially over 50 or 100 hours.
  • a so-called “slow release” or “controlled release” behavior can be set in a simple manner. Thanks to the two-layer structure according to the invention, the release of the fertilizer in the soil is delayed.
  • the release can also take place by diffusion and due to defects in the layer structure.
  • the release rates can be set, for example, proportionally to the layer thickness.
  • the type and number of defects can be adjusted depending on the type of coating (application type). In particular, the resistance to abrasion, caking or crushing is increased. The mechanical properties of the individual prills are improved. Mass losses can be reduced to at least approximately 0%, in particular by means of comparatively little polymer material, ie by means of a comparatively thin coating.
  • the coating of the prills can be described as a modification, because the prills as such (without coating) can be produced by default in a prilling tower.
  • the two layers can each be applied in such a way by a specific coating method that the release rates can be adjusted specifically.
  • a plurality of first layers can be applied by a first coating process (in particular drum coating) and a plurality of second layers by a second coating process (fluidized-bed coating / fluidized-bed coating).
  • the drum coater delivers a coarse, robust, structural cover or coating of the substrate of the prill.
  • the fluidized bed coater (also: fluid bed coater) allows e.g. a minimization of the number of defects, by a kind of compensation of the at least one first lower layer.
  • the material composition of the layers can be identical. Further advantages for the method and the end product also result from the fact that the quality of the first layer has to be checked less critically, since by means of the second layer a surface of high quality can be provided by means of which any disadvantages of the first layer can be compensated.
  • a coating device for applying at least one layer.
  • the term “granules” may be referred to mutatis mutandis.
  • the methods and apparatus described herein may be adapted for handling both prills and granules.
  • the carrier material can be provided by the raw material intended for the particular application, in particular by fertilizers.
  • the carrier material may in particular consist exclusively of fertilizer.
  • the first layer can be applied directly to the surface of the support material, in particular without certain surface pretreatments.
  • Chlorinated solvents are not required for coating.
  • the choice of solvents can be limited to environmentally acceptable solvents, in particular acetone and / or CO 2. It has been found that a sequential combination of solvents is particularly advantageous.
  • the respective polymer layer or the PLA can be applied to any support, in particular applied as a solution, wherein solvent is evaporated and optionally recovered.
  • Previous steps for particle formation ie for spraying or granulating or pelletizing the (possibly molten) carrier material, are independent of the coating steps.
  • the coating can each take place in a separate stand-alone device or arrangement. Nevertheless, the (residual) heat from previous steps can be used.
  • carrier materials ie fertilizers
  • carrier materials ie fertilizers
  • carrier materials may be mentioned by way of example: urea, ammonium nitrate, ammonium sulfate.
  • the support material (fertilizer) is preferably present in the solid state during the preparation, in particular in a granular state.
  • Prill and Granulationsangesmittel in particular UF (urea-formaldehyde) solution.
  • the particles can be stabilized by application of thin polymer layers.
  • the combination of different coating thicknesses proved to be particularly efficient for a controlled release of the active substance / fertilizer contained in the carrier material, part of the prills (preferably below 25% by weight) being uncoated or only mechanically stabilized (PLA entry, in particular ⁇ 1% by weight). %), and other parts each have different PLA coatings (especially between 3 and 15% by weight), depending on the target plant, the target climate and the target soil. In this way, the plant can be supplied with the optimal amount of active ingredient during a growing season, and / or the number of fertilizers required can be reduced. In particular, any water-soluble fertilizer can be provided by means of the carrier material.
  • the present invention provides a prilled fertilizer coated with a biodegradable polymer substance of which individual disintegration products are harmless to the environment.
  • the polymer substance is preferably provided at least in part by PLA, in particular with a weight fraction of the total fertilizer of between 0.05 and 15%.
  • a blend may be provided which includes uncoated prills and polymer / PLA coated prills, especially with a proportion of uncoated prills between 1 and 50 weight percent.
  • urea can be used as a fertilizer, in particular by providing urea as a component of the carrier material or forming the carrier.
  • polymer / PLA As a first layer in particular polymer / PLA is applied by means of acetone as a solvent. As a second layer, in particular polymer / PLA is applied by means of CO 2 in the supercritical state as a solvent.
  • the at least one first and one second polymer layer can be formed from the same polymer or from different polymers, in particular each from biodegradable polymers.
  • the second coating step is performed (preferably immediately) after the first coating step by the drum-coated prills are introduced after the coating from the drum coater in the fluidized bed coater, in particular within less than 1 to 5 minutes. This allows a convenient combination of procedures.
  • An optionally advantageous rest or drying phase can optionally be provided in connection with the first coating step.
  • the second coating step is carried out locally adjacent to the first coating step, in particular within a range of 5 to 15 m. This allows a convenient combination of procedures. In this case, heat energy from the first coating step can be used. A temporary storage is not necessarily required. The whole arrangement can remain very compact. It is advantageous, especially with regard to operating costs, to carry out the first coating step in a time-efficient manner, in particular maximally as long as the second coating step. The respective duration depends on the selected process parameters.
  • the second coating step is carried out after a rest or drying phase after the first coating step, in particular after a rest or drying phase of at least one to three minutes, optionally also after a phase of several hours or days.
  • the prills for the second coating step can be provided optimized. It can be decided as needed, how much material or polymer to be applied in the second coating step.
  • the prills can also be heated in a controlled manner to a desired temperature, so that the process conditions during coating can be set very precisely.
  • the duration of the quiescent / drying phase may depend on the process, in particular on how quickly sprayed, how high the solution is concentrated, or which solvent is used.
  • the drying phase provides the advantage of being able to drive out residual moisture to the maximum.
  • the weight fraction of the degradable layers is in the range of 0.05 to 20%, in particular 0.05 to 10% or 0.05 to 5% of the mass of the respective prill. This can be used to influence the type of release in a broad spectrum.
  • the weight fraction of the first degradable layer is in the range of 0.05 to 15% of the mass of the respective prill.
  • the weight fraction of the second degradable layer is in the range of 0.05 to 5% of the mass of the respective prill.
  • the layer thickness of the applied layers is absolutely in the range from 1 to 500 ⁇ m, in particular from 1 to 200 ⁇ m.
  • the first layer is at least as thick as the second layer.
  • a temperature in the range of 0 to 130 ° C, in particular 30 to 70 ° C or 50 to 60 ° C is set.
  • the drum coating can be optimized.
  • a temperature in the range of 0 to 90 ° C, in particular lower than the temperature in the first coating step, in particular room temperature is set. This can optimize spin coating.
  • a ratio of the set temperatures in the range of approx. 2: 1 or 3: 1 or 4: 1 (first temperature compared to the second temperature). This in each case provides an advantageous temperature range in order to optimize the respective coating method.
  • the respective coating device may have heating devices configured for this purpose.
  • a comparatively low temperature is particularly advantageous in the respective coating step.
  • Relatively high temperatures at least 100 ° C
  • an advantageous temperature range of about 50 to 60 ° C for the drum coater and about room temperature for the fluidized bed coater could be determined.
  • a (sub) pressure in the range of 1 to 0 bara is set, for example 500 or 700 mbara.
  • a pressure in the range from 1 to 10000 mbar (10 bar), in particular 1 to 500 mbar (0.5 bar) is set above atmospheric pressure.
  • a ratio of the set pressures in the range of approx. 1: 1.5 or 1: 2 or 1: 3 or 1: 4 is set.
  • the drum coater should be set as low as possible.
  • the pressure can be adjusted according to the pressure resistance of the drum coater.
  • the drum coater is set up for a negative pressure in the range of at least 100 to 800 mbar below atmospheric pressure.
  • the preferred pressure range depends in particular on the choice of solvent.
  • the first and second degradable polymer layers each comprise or are formed by a layer of biodegradable PLA, in particular a first PLA layer of a first type and a second PLA layer of a second type. In this way, particularly advantageous properties can be set during the layer construction.
  • the first degradable polymer layer has a coil-like pore-rich structure
  • the second degradable polymer layer has a plastered, dense, low-pore structure.
  • the molecular weight (average molecular weight of the polymer unit) as a measure of the polymerization: the higher the molecular weight, the more stable, the more stable the polymer. At low mass, the polymer is unstable, for example, to hydrolysis and tends to decompose into oligomers and monomers.
  • the specification can also be made by the state "crystalline” or "amorphous”. For example, amorphous polymer or PLA has a significantly lower melting point than crystalline polymer or PLA.
  • composition of the individual polymer or PLA layers can be the same. Thanks to the method combination according to the invention, different qualities of the polymer or PLA can be used, or at least one of the layers (in particular the first, coarser layer) can be mixed with further substances (for example additional layer of polymer blends or additional microelements or additives).
  • a solvent is used in at least one of the coating steps, in particular individual solvents are used in each case, in particular first a solvent from the group of aliphatic ketones, alkyl aromatics, esters of acetic acid and lactic acid, acetone; in the drum coating coating step and then the same solvent or CO 2 solvent in the fluidized coating step. This allows an optimization of the respective process step or the respective layer.
  • chlorine-free solvent is used in at least one of the coating steps, preferably in both coating steps, in particular acetone and / or CO 2. This makes it possible to dispense with chlorine-containing solvents.
  • the second coating step uses chlorine-free solvent comprising CO 2, in particular in the supercritical state (scCO 2), in particular for producing ammonia.
  • a solvent is preferably used in the first coating step (in particular acetone).
  • CO 2 or scCO 2 supercritical CO 2 can be used in the second coating step (fluidized bed coater), with the advantage of being able to produce very concentrated (PLA) solutions.
  • CO 2 can be obtained from the process engineering arrangement (in particular from a CO 2 scrubbing, in particular in connection with an ammonia synthesis or an ammonia-urea complex).
  • C02 in the supercritical state provides the advantage of high solubility, whereby by using CO 2 in supercritical state, properties of the solvent similar to organic solvents can be utilized.
  • properties of the solvent similar to organic solvents can be utilized.
  • acetone and CO 2 in particular toluene can be mentioned as a further solvent.
  • the aforementioned object is also achieved by a procedural arrangement for the production of at least one biodegradable polymer layer, in particular PLA layer coated prills or granules, wherein the procedural arrangement at least one Trommelcoater as the first procedural stage and at least one fluidized bed coater as the second , Downstream procedural stage each adapted for coating the prills with at least one biodegradable polymer layer comprises.
  • the arrangement comprises at least one device for generating a negative or positive pressure and for generating a pressure difference between the first and second procedural stage.
  • the assembly includes means for receiving the prill coated in the drum coater, which is configured to transfer the prills to the fluid bed coater, and which has an outlet or coupling corresponding to an inlet of the fluidized bed coater.
  • an intermediate step for treating or temporarily storing the prills can optionally be provided.
  • the procedural arrangement comprises a device with a drying function interposed between the drum coater and the fluidized bed coater. This allows the optimization of the second step, especially by preparing the prills specifically for it.
  • the drying function is at least partially integrated into the drum coating unit.
  • the aforementioned object is also achieved by using a process engineering arrangement comprising at least one drum coater and at least one fluidized bed coater, in particular a procedural arrangement described above, for two-stage production or modification of prills with a polymer coating, in particular PLA coating comprising at least two Layers applied in each case in one of the stages.
  • prills in particular fertilizer prills, having at least two layers produced by at least two-stage coating of a carrier material of the prills with at least one first degradable polymer layer, in particular PLA layer applied by drum coating and with at least one second degradable polymer layer, in particular PLA layer applied by fluidized-bed coating, in particular by means of a previously described method or a corresponding arrangement.
  • the later applied layer may seal the at least one first lower layer or repair defects therein.
  • a prills mixture in particular comprising a first type prills according to the preceding description, provided or manufactured by two-stage coating of a subset of the prills by means of drum coating (device) and fluidized bed coating (device) with at least two polymer layers and mixing these two-layer prills, wherein one / the first type Prills characterized by an at least two-layer polymer or PLA coating, especially with 1 to 20 wt .-% or 3 to 15Gew .-% (in relation to the mass of the prill), is mixed with a second type Prills characterized by at least one mechanically stabilizing layer, in particular a polymer or PLA layer with less than 3 or 2 or 1 wt% (relative to the mass of the prill), and / or wherein the first type prills are mixed with another (third) type prills without any coating, in particular in a ratio of at least 1 : 1 or
  • the prills (especially the second type) can be stabilized in particular with urea solution or UF (urea-formaldehyde) solution.
  • the prills of the second type can be coated with PLA instead of UF solution.
  • the lower limit for the proportion of uncoated prills of the third type is above 1 wt%, preferably above 5 wt%, more preferably above 10 wt%.
  • the third type of prills can be characterized by carrier material in the form of fertilizer, wherein the prill can be formed entirely from fertilizer, so that the fertilizer is released immediately, so completely without regulating or blocking layer.
  • the first type prills may comprise the two layers with different PLA weight content of the first layer and the second layer (in each case relative to the total mass of the prill), e.g. 20% and 3%, or 50% and 5%, or 20% and 10% (the thinner layer is the second layer).
  • FIG. 2 shows a side view of a process engineering arrangement in accordance with FIG
  • Embodiment; Fig. 3 a prills mixture made with prills at least comprising prills according to
  • FIG. 4 is a process diagram for individual method steps according to FIG.
  • Fig. 1 shows a single prill 1, with a core or support 1.1, with an optional applied to the support 1.1 layer of Mikroierinzu algorithmsn 1.2 (for example, microelement additives such as selenium Se, copper Cu, zinc Zn, applied by means of a Trommelcoating device of a Melt, from a solution in water (H 2 O) or from a solution in other solvents), with at least one first layer 1.3 (applied by means of a drum coating device from a solution, in particular in acetone), in particular formed as PLA layer, with an optional Layer of microelement additives 1.4 (for example, microelement additives such as selenium Se, copper Cu, zinc Zn, applied by means of a drum coating device, in particular from a solution in acetone), and with at least one second layer 1.5 (applied by means of a fluidized bed device from a solution, in particular Acetone), in particular formed as
  • the first layer 1.3 can be given a coil-like structure having a relatively high strength. Thanks to the fluidized bed method, an outer skin or outer circumferential surface 1.51 of the second layer 1.5 can be given a very dense surface structure.
  • PLA an alternative, biodegradable polymer or a mixture of such polymers can also be applied for the respective first and / or second layer.
  • the thickness d3 of the first layer 1.3 (optionally comprising one or more additional layers 1.2) is, for example, in the range from .mu.m to 300 .mu.m, in particular at approx. ⁇ or 200 ⁇
  • the thickness d5 of the second layer 1.5 (optionally comprising one or more additional layers 1.4) is for example in the range of 1 to 50 ⁇ , wherein the absolute coating thickness is there by summation, and for example in the range of 150 to 350 ⁇
  • the layers 1.3 and 1.5 can surround the additional layers 1.2, 1.4.
  • FIG. 2 shows a procedural arrangement 10 comprising a drum coating device 13 (drum coater) with a first drum coating unit 13.1 and a second drum coating unit 13.2, in particular designed as or comprising a drying unit, and further comprising a swirl coating device 15 (fluidized bed coater) at least one swirl coating unit 15.1.
  • a swirl coating device 15 fluidized bed coater
  • redundant swirl coating units may be provided.
  • the assembly 10 may optionally also include a tower 11 for prill production (untreated prills or prills with conventional granulation aids, in particular UF solution).
  • the drum coater 13 may be provided as a single device or, optionally, may consist of an array or array of multiple plant components. In particular, an optional drying can be done separately.
  • a vacuum / overpressure device 17 By means of a vacuum / overpressure device 17, the desired operating pressure can be set in the respective coater 13, 15.
  • the prills can be taken up or temporarily stored and transferred via the outlet 19.1 to the fluidized bed coater 15.
  • a drying can take place in the device 19.
  • the device 19 may be formed as a separate drying unit.
  • prills are conveyed from the prilling tower 11 to the drum coating device 13 as the first process step.
  • the drum coating device 13 a supply of polymer and solvent L2 takes place.
  • a material flow M l. l (subset of M l) are directed to the camp. Downstream of the first drum coating unit 13.1, optionally a material flow M2.1 (partial amount of M2) can be conducted to the bearing.
  • the percentage of the subset can be adjusted depending on the need, in particular by means of a control unit 20.
  • the coupling of the control unit 20 with the respective devices and units is illustrated by the respective dashed line.
  • the drum-coated prills are further conveyed by the corresponding drum coating unit, either to another drum coating unit or to a drying unit, or as a further material stream M3 from the drum coating device 13 directly to the vortex-coating device 15 as a second process stage.
  • the prills remain warm along the material flow path M3, so that a temperature control device surrounding the material flow path M3 at least in sections can be provided.
  • an additional layer consisting of additives can be applied along the material flow paths M 1, M 2, M 3, in each case in each case on a conveyor belt and / or during transportation.
  • the respective material flow path M l, M2, M3 can be at least partially hermetically sealed off or surrounded by a further coating device.
  • This comparatively thin additional layer is designed to improve the physical properties of the prills (in particular abrasion resistance, pressure resistance, resistance to agglomeration), in particular in connection with the first material flow path M l.
  • the coating with at least one additional layer on the support and / or on the first degradable layer can optionally also be carried out in a separate (parallel-running, continuous or discontinuous) process.
  • the vortex-coating device 15 there is a polymer and solvent feed L 3, in particular with acetone or CO 2 in a supercritical state, in particular in conjunction with atomizing fluid and / or air.
  • the particular supply of polymer and solvent L2, L3 may also include the supply of different polymer material and different solvents.
  • the respective media can be removed, wherein the media stream M4 in particular comprises the removal, recycling (recovery) and / or disposal of solvents.
  • a solvent separation may be switched (eg a cold trap, laundry).
  • the solvent is preferably collected and fed centrally into a deposit.
  • a separate dryer does not necessarily have to be provided.
  • a drying function can also be fulfilled by the corresponding coater 13, 15.
  • the two-stage coated end product can be provided, in particular in the form of a prills mixture consisting of two-layer coated prills (first type) and prills of at least one other type (second and / or third type, untreated or treated for the purpose of improving the physical properties).
  • the weight proportions of the mixture can be adjusted individually, in particular by means of the control device 20, by regulating the individual material flows.
  • FIG. 4 shows a process diagram in which individual steps of the method according to the invention are explained.
  • a first step S1 involves feeding prills from a prill tower.
  • a second step S2 comprises one or more first coating steps, in particular a first drum coating coating step S2.1 and a second drum coating coating step S2.2 and optionally also a drying step S2.3 after the first and / or second coating step.
  • a third step S3 comprising one or more second coating steps
  • the at least one second layer 1.5 is applied, in particular in a first fluidized-bed coating step S3.1 optionally followed by a second fluidized-bed coating step S3.2 and optionally also followed by a Drying step S3.3 after the first and / or second coating step.
  • a fourth step S4 comprises the removal or recycling of solvent, in particular CO 2
  • a fifth step S5 comprises the provision of prills or a prills mixture 5.
  • the step S5 may also comprise the mixing, in particular according to predefined percentages, optionally predetermined by the control device.
  • first layer in particular PLA layer
  • Vortex Coating Device Frluidized Bed Coater or Fluidized Bed Coater
  • M2 further (second) material flow, in particular within the Trommelcoating- device
  • M3 further (third) material flow, in particular from the drum coating device to
  • M4 further media stream, in particular removal of solvents
  • M5 further (fourth) material flow, in particular for providing a prills mixture

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Abstract

The invention relates to a method for producing prills (1), in particular fertilizer prills, which are coated with at least one biodegradable polymer layer (1.3, 1.5), in particular a PLA layer. The at least one biodegradable polymer layer is applied onto a carrier material (1.1) of each prill, and the prill (1) is first coated with at least one first biodegradable layer (1.3) on the carrier material (1.1) in a drum-coating coating step, in particular in a drum coater (13) at a relative negative pressure, and then with at least one second biodegradable layer (1.5) over the first layer in a whirl-coating coating step, in particular in a whirl-coating coater (15) at a relative positive pressure. The invention additionally relates to an assembly for producing coated prills and to prills which are obtained using said assembly.

Description

Verfahren und Anordnung zum Herstellen von beschichteten Prills oder Granulaten sowie damit erhaltene Prills sowie Verwendung  Method and arrangement for producing coated prills or granules and prills obtained therefrom and use
Beschreibung : Description :
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von beschichteten Prills oder Granulaten . Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des jeweiligen unabhängigen Anspruchs. Prills können von klassischen granulierten Partikeln (Granulate) bzw. von Pellets und Pastillen unterschieden werden, insbesondere bei einer Verwendung als Düngemittel. Granulierte Schüttgüter zeichnen sich aus durch hohe Festigkeit und vergleichsweise große Größe. Granulate werden in einem Kristallisationsverfahren schichtweise (Schicht für Schicht, so genannte „onion skin ") erzeugt und können unterschiedlich groß sein. Spezielle Arten von Granulaten (insbesondere Pellets oder Pastillen) werden insbesondere durch Pressen einer Schmelze durch ein Sieb hergestellt, wobei die erstarrten Partikel (insbesondere linsenförmig) mechanisch vom Sieb abgetragen werden. Speziell die Pellets können als Strang extrudiert bereitgestellt werden, jedoch werden Pellets im Bereich der Düngemittel bisher kaum oder allenfalls als Naturdünger (Mist, Humus) oder zumindest weniger häufig als Granulate oder Prills eingesetzt. The invention relates to a method and an apparatus for producing coated prills or granules. In particular, the invention relates to a method and an apparatus according to the preamble of the respective independent claim. Prills can be distinguished from classical granulated particles (granules) or from pellets and pastilles, especially when used as fertilizers. Granulated bulk solids are characterized by high strength and comparatively large size. Granules are produced in a crystallization process layer by layer (so-called "onion skin") and can be of different sizes Special types of granules (in particular pellets or pastilles) are produced in particular by pressing a melt through a sieve, wherein the solidified particles Specifically, the pellets can be extruded extruded, however, pellets have hitherto hardly been used in the field of fertilizers or at most as natural fertilizer (manure, humus) or at least less frequently as granules or prills.
Prills hingegen sind Produkte von Sprühkristallisation, also feinkörniges Material, oftmals in runder oder tropfenförmiger Form, mit Partikelgröße von ca. 2 bis 3 oder seltener auch bis 4mm. Aufgeschmolzenes Material wird von oben in einen Turm eingesprüht, so dass sich im freien Flug Tröpfchen bilden, welche bei Zwangskonvektion oder bei ohnehin vorhandenem Luftzug auskühlen und erstarren. Granulationshilfsmittel sind dabei nicht zwingend erforderlich, werden jedoch sehr oft verwendet, insbesondere durch Beimischen in die Schmelze, vor der Sprühkristallisation . Als Granulationshilfsmittel wird standartmäßig Urea Formaldehyd (UF)- Lösung verwendet. Die Partikelgröße hängt von der Länge des freien Flugs und optional zusätzlicher (erzwungener) Luftkühlung ab, kann jedoch nicht beliebig verändert werden. Insbesondere bezüglich Harnstoff ist dieses Verfahren zusammen mit der Granulation der am häufigsten gewählte Prozess. Prills und Granulate sind oftmals zumindest annähernd runde Partikel, die Pellets sind oftmals halbrund . Prills haben im Vergleich zu granulierten Partikeln (insbesondere auch bei Düngemitteln) oftmals Nachteile hinsichtlich mechanischer Eigenschaften (z. B. Klumpenbildung, Zerbrechen), insbesondere mit der Folge, dass beim Transport, bei der Lagerung und bei der allgemeinen Anwendung höhere Düngemittelverluste auftreten. Auch wird dadurch das Material bzw. das Düngemittel inhomogen, also ungleichmäßig verteilt. Prills, on the other hand, are products of spray crystallization, ie fine-grained material, often in a round or drop-shaped form, with a particle size of approx. 2 to 3 or even less often up to 4mm. Molten material is sprayed from above into a tower, so that in free flight droplets form which cool and solidify in forced convection or in an already present draft of air. Granulation aids are not absolutely necessary, but are very often used, in particular by admixing with the melt, before the spray crystallization. The granulating agent used is standard urea formaldehyde (UF) solution. The particle size depends on the length of the free flight and optional additional (forced) air cooling, but can not be changed arbitrarily. Especially with regard to urea, this process together with granulation is the most frequently chosen process. Prills and granules are often at least approximately round particles, the pellets are often semicircular. In comparison to granulated particles (in particular also with fertilizers), prills often have disadvantages with regard to mechanical properties (eg lump formation, breakage), in particular with the consequence that higher fertilizer losses occur during transport, storage and general application. Also, the material or the fertilizer inhomogeneous, that is distributed unevenly.
Bei Prills ist es daher von Interesse, weitgehend unabhängig von einem jeweiligen Anwendungsgebiet gute mechanische Eigenschaften sicherstellen zu können, insbesondere hohe Druckfestigkeit, Abriebfestigkeit, Schlagbeständigkeit, sowie möglichst auch eine Tendenz zu vermeiden, Anbackungen zu bilden. Auch ist eine gute chemische Kompatibilität wünschenswert. In the case of prills, it is therefore of interest to be able to ensure good mechanical properties largely independently of a particular field of application, in particular high compressive strength, abrasion resistance, impact resistance and, if possible, a tendency to avoid caking. Also, good chemical compatibility is desirable.
Harnstoff ist gegenwärtig der weltweit am stärksten nachgefragte Stickstoffdünger. Von der produzierten Gesamtmenge liefern nur die sehr modernen Anlagen granulierten Harnstoff; mittels der älteren Anlagen lässt sich oftmals nur Harnstoff in prillierter Form realisieren. Urea is currently the world's most demanded nitrogen fertilizer. Of the total produced only the very modern plants supply granular urea; By means of the older systems, it is often only possible to produce urea in prilled form.
Die zeitliche Freisetzung des Düngers kann bei bisher gebräuchlichen Pellets oder Prills oftmals gar nicht oder nicht ausreichend exakt gesteuert werden . Die Auflösung bzw. Abgabe von Wirkstoffen erfolgt in relativ kurzen Zeiträumen, also viel zu schnell als dass die Pflanze den Wirkstoff aufnehmen könnte, und führt daher zu hohen Verlusten beim Düngemittel (bis zu 80%) und demnach auch zu unnötiger Belastung der Umwelt. Nicht zuletzt ergibt sich größerer Aufwand, beispielsweise muss häufiger gedüngt werden, oder unterschiedliche Düngemittel müssen aufgebracht werden. Die Patentschrift EP 1 890 985 Bl beschreibt ein beschichtetes Düngemittel mit kontrollierter Wirkstofffreisetzung . Die Offenlegungsschrift DE 196 03 739 AI beschreibt Mischungen aus Düngemittelgranulaten . Die Offenlegungsschrift EP 0 763 510 AI beschreibt eine mittels Wirbelschicht-Granulation aufgesprühte Polymer-Schicht. Die Patentschrift US 9,266,787 B2 beschreibt Düngemittel mit einer Poylmer-Schicht mit spezifischer Dicke. The temporal release of the fertilizer can often not or not sufficiently accurately controlled in previously used pellets or prills. The dissolution or release of active ingredients takes place in relatively short periods of time, ie far too quickly for the plant to be able to take up the active substance, and therefore leads to high losses of the fertilizer (up to 80%) and thus also to unnecessary pollution of the environment. Not least, there is greater effort, for example, must be fertilized more frequently, or different fertilizers must be applied. Patent EP 1 890 985 B1 describes a controlled-release coated fertilizer. The published patent application DE 196 03 739 AI describes mixtures of fertilizer granules. The published patent application EP 0 763 510 A1 describes a polymer layer sprayed by fluidized bed granulation. The patent US 9,266,787 B2 describes fertilizer with a Poylmer layer of specific thickness.
Die Veröffentlichung von M . Devassine et al. : Coating of fertilizers by degradable polymers; International Journal of Pharmaceutics 242 (2002) 399-404; beschreibt Vorteile eines Wirbelschichtverfahrens hinsichtlich der Oberflächen-Eigenschaften der aufgebrachten Schicht. DE 692 21 854 T2 offenbart einen schwefelbeschichteten Dünger und ein Verfahren zu dessen Herstellung . Die Herstellung des Düngers umfasst dabei die Aufbringung einer Schwefelschicht und einer anschließenden Polymeren Decksschicht. Auf Seite 1 und 2 wird auf die Unterschiede von polymerisat- oder harzbeschichteten Dünger gegenüber schwefelbeschichteten Düngern hingewiesen . Auf die Temperaturempfindlichkeit und damit die spezifischen Merkmale der Beschichtung mit Schwefel und Polymeren wir auf Seite 21 , 2 Absatz hingewiesen . The publication of M. Devassine et al. : Coating of fertilizers by degradable polymers; International Journal of Pharmaceutics 242 (2002) 399-404; describes advantages of a fluidized bed process with regard to the surface properties of the applied layer. DE 692 21 854 T2 discloses a sulfur-coated fertilizer and a process for its production. The preparation of the fertilizer comprises the application of a sulfur layer and a subsequent polymer cover layer. On pages 1 and 2, attention is drawn to the differences between polymerized or resin-coated fertilizers versus sulfur-coated fertilizers. On the temperature sensitivity and thus the specific features of the coating with sulfur and polymers, we refer to page 21, paragraph 2.
Bisher ist jedoch nicht bekannt, auf welche Weise die Prills hergestellt werden können, um möglichst viele Vorteile gemeinsam zu realisieren und dabei auch flexibel zu bleiben hinsichtlich des Herstellungsverfahrens. So far, however, it is not known how the prills can be made in order to realize as many advantages as possible while also remaining flexible with regard to the manufacturing process.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen bzw. Modifizieren von Prills zur Verfügung zu stellen, womit möglichst viele Vorteile bezüglich der Materialstruktur der Prills oder bezüglich der Freisetzung von Wirkstoff bzw. Düngemittel und auch bezüglich der Variationsmöglichkeiten beim Herstellungsverfahren gemeinsam miteinander realisiert werden können. The object of the invention is to provide an apparatus and a method for producing or modifying prills, with which as many advantages as possible with regard to the material structure of the prills or with respect to the release of active ingredient or fertilizer and also with respect to the possible variations in the manufacturing process together can be realized.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen bzw. Modifizieren von mit wenigstens einer biologisch abbaubaren Polymer-Schicht, insbesondere PLA-Schicht beschichteten Prills oder Granulaten, insbesondere Düngemittel-Prills, wobei die wenigstens eine abbaubare Polymer-Schicht auf ein Trägermaterial des jeweiligen Prills aufgebracht wird, wobei die Prills zunächst in einem Trommelcoating-Beschichtungsschritt mit wenigstens einer ersten (unteren) abbaubaren Schicht auf das Trägermaterial beschichtet werden, insbesondere in einem Trommelcoater bei relativem Unterdruck, und daraufhin in einem Wirbelcoating-Beschichtungsschritt mit wenigstens einer zweiten abbaubaren Schicht über die erste Schicht beschichtet werden, insbesondere in einem Wirbelschichtcoater bei relativem Überdruck. Der zweischichtige Aufbau ermöglicht eine Synergie von Vorteilen aus beiden Verfahren bzw. aus beiden Schicht-Arten . Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich diverse Vorteile, insbesondre eine zweistufige Freisetzung, insbesondere zweistufig bezüglich der Zeit und/oder bezüglich der Art und Weise des freigesetzten Wirkstoffs bzw. Düngemittels. Es hat sich gezeigt, dass das Trägermaterial durch die Trommelcoating-Schicht(en) binnen weniger Stunden freigesetzt werden kann, und dass sich eine spürbare Freisetzung durch die Wirbelcoating-Schicht(en) erst nach einer deutlich längeren Zeit vollzieht, insbesondere über 50 oder 100h. Mittels des erfindungsgemäßen Schichtaufbaus lässt sich auf einfache Weise ein so genanntes „slow release"- bzw.„controlled release"-Verhalten einstellen . Dank des erfindungsgemäßen zweischichtigen Schichtaufbaus wird die Freisetzung des Düngemittels im Boden verzögert. Die Freisetzung kann dabei auch durch Diffusion und aufgrund von Defekten im Schichtaufbau erfolgen . Die Freisetzungsraten können beispielsweise proportional zur Schichtdicke eingestellt werden. Die Art und Anzahl der Defekte kann in Abhängigkeit von der Art und Weise der Beschichtung (Auftragungsart) eingestellt werden. Insbesondere wird auch die Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb, Anbackung oder Zerdrücken erhöht. Die mechanischen Eigenschaften des einzelnen Prills werden verbessert. Massenverluste können bis auf zumindest annähernd 0% reduziert werden, insbesondere mittels vergleichsweise wenig Polymer-Material, also mittels einer vergleichsweise dünnen Beschichtung . This object is achieved by a method for producing or modifying with at least one biodegradable polymer layer, in particular PLA layer coated prills or granules, in particular fertilizer prills, wherein the at least one degradable polymer layer on a support material of the respective Prills is applied, wherein the prills are first coated in a drum coating coating step with at least a first (lower) degradable layer on the substrate, in particular in a drum coater at a relatively low pressure, and then in a fluidized coating step with at least one second degradable layer over the first layer to be coated, in particular in a fluidized bed coater at a relative overpressure. The two-layer structure allows a synergy of advantages from both methods or from both types of layers. By means of the method according to the invention there are various advantages, in particular a two-stage release, in particular two-stage with regard to the time and / or with regard to the manner of the released active ingredient or fertilizer. It has been found that the carrier material can be released by the drum coating layer (s) within a few hours, and that a noticeable release by the swirl coating layer (s) only takes place after a much longer time, especially over 50 or 100 hours. By means of the layer structure according to the invention, a so-called "slow release" or "controlled release" behavior can be set in a simple manner. Thanks to the two-layer structure according to the invention, the release of the fertilizer in the soil is delayed. The release can also take place by diffusion and due to defects in the layer structure. The release rates can be set, for example, proportionally to the layer thickness. The type and number of defects can be adjusted depending on the type of coating (application type). In particular, the resistance to abrasion, caking or crushing is increased. The mechanical properties of the individual prills are improved. Mass losses can be reduced to at least approximately 0%, in particular by means of comparatively little polymer material, ie by means of a comparatively thin coating.
Das Beschichten der Prills kann als ein Modifizieren bezeichnet werden, denn die Prills als solche (ohne Beschichtung) können standardmäßig in einem Prill-Turm hergestellt werden. Die beiden Schichten können jeweils derart durch ein spezifisches Beschichtungsverfahren aufgebracht werden, dass die Freisetzungsraten gezielt eingestellt werden können. Wahlweise können mehrere erste Schichten durch ein erstes Beschichtungsverfahren (insbesondere Trommelcoating) und mehrere zweite Schichten durch ein zweites Beschichtungsverfahren (Wirbelcoating/Wirbelschichtcoating) aufgebracht werden. The coating of the prills can be described as a modification, because the prills as such (without coating) can be produced by default in a prilling tower. The two layers can each be applied in such a way by a specific coating method that the release rates can be adjusted specifically. Optionally, a plurality of first layers can be applied by a first coating process (in particular drum coating) and a plurality of second layers by a second coating process (fluidized-bed coating / fluidized-bed coating).
Der Trommelcoater liefert eine grobe, robuste, strukturfeste Abdeckung bzw. Beschichtung des Trägermaterials des Prills. Der Wirbelschichtcoater (auch : Fließbettcoater) ermöglicht z.B. eine Minimierung der Defektenanzahl, durch eine Art Vergütung der wenigstens einen ersten unteren Schicht. Die stoffliche Zusammensetzung der Schichten kann dabei identisch sein. Weitere Vorteile für das Verfahren und das Endprodukt ergeben sich auch dadurch, dass die Qualität der ersten Schicht weniger kritisch überprüft werden muss, da mittels der zweiten Schicht eine Oberfläche mit hoher Güte bereitgestellt werden kann, mittels welche irgendwelche Nachteile der ersten Schicht kompensiert werden können . The drum coater delivers a coarse, robust, structural cover or coating of the substrate of the prill. The fluidized bed coater (also: fluid bed coater) allows e.g. a minimization of the number of defects, by a kind of compensation of the at least one first lower layer. The material composition of the layers can be identical. Further advantages for the method and the end product also result from the fact that the quality of the first layer has to be checked less critically, since by means of the second layer a surface of high quality can be provided by means of which any disadvantages of the first layer can be compensated.
Als„Coater" ist hier eine Beschichtungseinrichtung zum Aufbringen wenigstens einer Schicht zu verstehen . Bei Bezugnahme auf den Begriff „Prill " kann sinngemäß jeweils auch auf den Begriff „Granulat" Bezug genommen werden. Die hier beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können für die Handhabung sowohl von Prills als auch von Granulaten eingerichtet sein. As a "coater" is here to be understood a coating device for applying at least one layer. When referring to the term "prill", the term "granules" may be referred to mutatis mutandis. The methods and apparatus described herein may be adapted for handling both prills and granules.
Es hat sich zudem gezeigt, dass die Verbrauchskosten mittels der Kombination von Trommelcoater und Wirbelschichtcoater minimiert werden können, insbesondere im Vergleich zu einem einzelnen großen Wirbelschichtcoater (also ohne Verfahrenskombination mit Trommelcoater). It has also been shown that the consumption costs can be minimized by means of the combination of drum coater and fluidized bed coater, in particular in comparison with a single large fluidized bed coater (ie without a process combination with drum coater).
Das Trägermaterial kann durch den für den jeweiligen Einsatzfall vorgesehenen Grundstoff bereitgestellt werden, insbesondere durch Düngemittel . Das Trägermaterial kann insbesondere ausschließlich aus Düngemittel bestehen. Die erste Schicht kann direkt auf die Oberfläche des Trägermaterials aufgetragen werden, insbesondere ohne bestimmte Vorbehandlungen der Oberfläche. The carrier material can be provided by the raw material intended for the particular application, in particular by fertilizers. The carrier material may in particular consist exclusively of fertilizer. The first layer can be applied directly to the surface of the support material, in particular without certain surface pretreatments.
Chlorierte Lösungsmittel sind für das Beschichten nicht erforderlich . Die Auswahl an Lösungsmitteln kann auf umwelterträgliche Lösungsmittel beschränkt werden, insbesondere auf Aceton und/oder C02. Es hat sich gezeigt, dass eine sequenzielle Kombination von Losungsmitteln besonders vorteilhaft ist. Chlorinated solvents are not required for coating. The choice of solvents can be limited to environmentally acceptable solvents, in particular acetone and / or CO 2. It has been found that a sequential combination of solvents is particularly advantageous.
Dabei kann die jeweilige Polymer-Schicht bzw. das PLA (Polylactid) auf einen beliebigen Träger aufgebracht werden, insbesondere aufgebracht als Lösung, wobei Lösungsmittel verdampft und optional zurückgewonnen wird. In this case, the respective polymer layer or the PLA (polylactide) can be applied to any support, in particular applied as a solution, wherein solvent is evaporated and optionally recovered.
Vorhergehende Schritte zur Teilchenbildung, also zum Versprühen oder Granulieren oder Pelletisieren des (ggf. geschmolzenen) Trägermaterials sind dabei unabhängig von den Beschichtungsschritten. Das Beschichten kann jeweils in einer separaten Stand-Alone- Vorrichtung oder Anordnung erfolgen. Nichtsdestotrotz kann die (Rest-)Wärme aus vorherigen Schritten genutzt werden . Previous steps for particle formation, ie for spraying or granulating or pelletizing the (possibly molten) carrier material, are independent of the coating steps. The coating can each take place in a separate stand-alone device or arrangement. Nevertheless, the (residual) heat from previous steps can be used.
Als Trägermaterialien (also Düngemittel) können beispielhaft genannt werden : Harnstoff, Ammoniumnitrat, Ammoniumsulfat. Das Trägermaterial (Düngemittel) liegt bei der Herstellung bevorzugt im festen Aggregatzustand vor, insbesondere in körnigem Zustand . Wahlweise kann auf Prill- und Granulationshilfsmittel, insbesondere auf UF (Urea-Formaldehyd)-Lösung verzichtet werden . Stattdessen können die Teilchen durch Auftragung von dünnen Polymerschichten stabilisiert werden . Als optimal für zahlreiche Anwendungen erwies sich eine absolute Beschichtungsdicke von max. 200μιη bzw. PLA-Anteil von etwa 5Gew.-% von Gesamtdüngemittel . As carrier materials (ie fertilizers) may be mentioned by way of example: urea, ammonium nitrate, ammonium sulfate. The support material (fertilizer) is preferably present in the solid state during the preparation, in particular in a granular state. Optionally to be dispensed Prill and Granulationshilfsmittel, in particular UF (urea-formaldehyde) solution. Instead, the particles can be stabilized by application of thin polymer layers. An optimal coating thickness of max. 200μιη or PLA content of about 5Gew .-% of total fertilizer.
Als besonders effizient für eine kontrollierte Freisetzung des im Trägermaterial enthaltenen Wirkstoffs/Düngemittels erwies sich die Kombination unterschiedlicher Beschichtungsdicken, wobei ein Teil der Prills (bevorzugt unter 25Gew.-%) unbeschichtet bzw. nur mechanisch stabilisiert ist (PLA-Eintrag insbesondere < lGew.-%), und weitere Teile jeweils unterschiedliche PLA-Beschichtungen aufweisen (insbesondere zwischen 3 und 15Gew.-%), in Abhängigkeit von der Zielpflanze, dem Zielklima und dem Zielboden. Damit lässt sich der Pflanze während einer Vegetationsperiode jeweils die optimale Wirkstoff menge zuführen, und/oder die Anzahl der erforderlichen Düngungen kann reduziert werden . Insbesondere kann ein beliebiges wasserlösliches Düngemittel mittels des Trägermaterials bereitgestellt werden. The combination of different coating thicknesses proved to be particularly efficient for a controlled release of the active substance / fertilizer contained in the carrier material, part of the prills (preferably below 25% by weight) being uncoated or only mechanically stabilized (PLA entry, in particular <1% by weight). %), and other parts each have different PLA coatings (especially between 3 and 15% by weight), depending on the target plant, the target climate and the target soil. In this way, the plant can be supplied with the optimal amount of active ingredient during a growing season, and / or the number of fertilizers required can be reduced. In particular, any water-soluble fertilizer can be provided by means of the carrier material.
Die vorliegende Erfindung liefert ein prilliertes Düngemittel, beschichtet mit einer biologisch abbaubarer Polymer-Substanz, derer einzelne Zerfallsprodukte unschädlich für die Umwelt sind . Die Polymer-Substanz wird bevorzugt zumindest teilweise durch PLA bereitgestellt, insbesondere mit einem Gewichtsanteil am Gesamtdüngemittel zwischen 0.05 und 15%. Insbesondere kann eine Mischung bereitgestellt werden, in welcher unbeschichtete Prills und Polymer-/PLA-beschichtete Prills enthalten sind, insbesondere mit einem Anteil unbeschichteter Prills zwischen 1 und 50 Gew.-%. Dabei kann Harnstoff als Düngemittel eingesetzt werden, insbesondere indem Harnstoff als Komponente des Trägermaterials bereitgestellt wird oder den Träger bildet. The present invention provides a prilled fertilizer coated with a biodegradable polymer substance of which individual disintegration products are harmless to the environment. The polymer substance is preferably provided at least in part by PLA, in particular with a weight fraction of the total fertilizer of between 0.05 and 15%. In particular, a blend may be provided which includes uncoated prills and polymer / PLA coated prills, especially with a proportion of uncoated prills between 1 and 50 weight percent. In this case, urea can be used as a fertilizer, in particular by providing urea as a component of the carrier material or forming the carrier.
Als erste Schicht wird insbesondere Polymer/PLA mittels Aceton als Lösungsmittel aufgetragen. Als zweite Schicht wird insbesondere Polymer/PLA mittels C02 in überkritischem Zustand als Lösungsmittel aufgetragen. As a first layer in particular polymer / PLA is applied by means of acetone as a solvent. As a second layer, in particular polymer / PLA is applied by means of CO 2 in the supercritical state as a solvent.
Die wenigstens eine erste und eine zweite Polymer-Schicht können aus demselben Polymer oder aus unterschiedlichen Polymeren gebildet sein, insbesondere jeweils aus biologisch abbaubaren Polymeren . Gemäß einer Ausführungsform wird der zweite Beschichtungsschritt (bevorzugt unmittelbar) nach dem ersten Beschichtungsschritt durchgeführt, indem die trommelbeschichteten Prills nach erfolgter Beschichtung vom Trommelcoater in den Wirbelschichtcoater eingeleitet werden, insbesondere innerhalb von weniger als 1 bis 5 Minuten . Dies ermöglicht eine zweckdienliche Verfahrenskombination . Eine gegebenenfalls vorteilhafte Ruhe- oder Trocknungsphase kann dabei optional im Zusammenhang mit dem ersten Beschichtungsschritt vorgesehen sein . The at least one first and one second polymer layer can be formed from the same polymer or from different polymers, in particular each from biodegradable polymers. According to one embodiment, the second coating step is performed (preferably immediately) after the first coating step by the drum-coated prills are introduced after the coating from the drum coater in the fluidized bed coater, in particular within less than 1 to 5 minutes. This allows a convenient combination of procedures. An optionally advantageous rest or drying phase can optionally be provided in connection with the first coating step.
Gemäß einer Ausführungsform wird der zweite Beschichtungsschritt örtlich angrenzend neben dem ersten Beschichtungsschritt durchgeführt, insbesondere im Umkreis von 5 bis 15m. Dies ermöglicht eine zweckdienliche Verfahrenskombination. Dabei kann auch Wärmeenergie aus dem ersten Beschichtungsschritt genutzt werden . Eine Zwischenlagerung ist nicht notwendigerweise erforderlich. Die gesamte Anordnung kann sehr kompakt bleiben . Es ist vorteilhaft, insbesondere auch hinsichtlich Betriebskosten, den ersten Beschichtungsschritt zeiteffizient durchzuführen, insbesondere maximal so lang wie den zweiten Beschichtungsschritt. Die jeweilige Dauer ist abhängig von den gewählten Prozessparametern. According to one embodiment, the second coating step is carried out locally adjacent to the first coating step, in particular within a range of 5 to 15 m. This allows a convenient combination of procedures. In this case, heat energy from the first coating step can be used. A temporary storage is not necessarily required. The whole arrangement can remain very compact. It is advantageous, especially with regard to operating costs, to carry out the first coating step in a time-efficient manner, in particular maximally as long as the second coating step. The respective duration depends on the selected process parameters.
Gemäß einer Ausführungsform wird der zweite Beschichtungsschritt nach einer Ruhe- oder Trocknungsphase nach dem ersten Beschichtungsschritt durchgeführt, insbesondere nach einer Ruhe- oder Trocknungsphase von mindestens einer bis drei Minuten, optional auch nach einer Phase von mehreren Stunden oder Tagen. Hierdurch können die Prills für den zweiten Beschichtungsschritt optimiert bereitgestellt werden . Dabei kann je nach Bedarf entschieden werden, wie viel Material bzw. Polymer im zweiten Beschichtungsschritt aufgebracht werden soll. Insbesondere können die Prills auch kontrolliert auf eine Soll-Temperatur aufgeheizt werden, so dass die Prozessbedingungen beim Beschichten sehr exakt eingestellt werden können. Die Dauer der Ruhe-/Trocknungsphase kann von der Prozessführung abhängen, insbesondere davon, wie schnell gesprüht wird, wie hoch die Lösung konzentriert ist, oder welches Lösungsmittel verwendet wird . Die Trocknungsphase liefert den Vorteil, Restfeuchte maximal raustreiben zu können . Insbesondere kann ein Verklumpen des Granulats bzw. der Prills verhindert werden . Die Ruhe-/Trocknungsphase kann beispielsweise in einem kontinuierlich betriebenen Trommelcoater (insbesondere in der Art eines Rohres) realisiert werden, in welchem Trommelcoater der letzte Abschnitt zur Trocknung verwendet wird, ohne die Prills bzw. das Granulat dabei zu besprühen . Gemäß einer Ausführungsform liegt der Gewichtsanteil der abbaubaren Schichten im Bereich von 0.05 bis 20%, insbesondere 0.05 bis 10% oder 0.05 bis 5% der Masse des jeweiligen Prills. Hierdurch kann in einem breiten Spektrum Einfluss auf die Art und Weise der Freisetzung genommen werden. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Gewichtsanteil der ersten abbaubaren Schicht im Bereich von 0.05 bis 15% der Masse des jeweiligen Prills. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Gewichtsanteil der zweiten abbaubaren Schicht im Bereich von 0.05 bis 5% der Masse des jeweiligen Prills. Gemäß einer Ausführungsform liegt die Schichtdicke der aufgebrachten Schichten absolut im Bereich von 1 bis 500μιη, insbesondere von 1 bis 200μιη . Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Schicht mindestens so dick wie die zweite Schicht. Gemäß einer Ausführungsform liegt das Verhältnis der Schichtdicken oder Gewichtsanteile der ersten Schicht im Vergleich zur zweiten Schicht im Bereich von 20: 1 bis 1 : 1. Diese Merkmale sind miteinander kombinierbar und liefern jeweils einen hinsichtlich Struktur und Freisetzungs-Eigenschaften vorteilhaften Aufbau der Prills. According to one embodiment, the second coating step is carried out after a rest or drying phase after the first coating step, in particular after a rest or drying phase of at least one to three minutes, optionally also after a phase of several hours or days. As a result, the prills for the second coating step can be provided optimized. It can be decided as needed, how much material or polymer to be applied in the second coating step. In particular, the prills can also be heated in a controlled manner to a desired temperature, so that the process conditions during coating can be set very precisely. The duration of the quiescent / drying phase may depend on the process, in particular on how quickly sprayed, how high the solution is concentrated, or which solvent is used. The drying phase provides the advantage of being able to drive out residual moisture to the maximum. In particular, clumping of the granules or prills can be prevented. The rest / drying phase, for example, in a continuous operated drum coater (in particular in the manner of a tube) can be realized, in which drum coater the last section is used for drying, without spraying the prills or the granules. According to one embodiment, the weight fraction of the degradable layers is in the range of 0.05 to 20%, in particular 0.05 to 10% or 0.05 to 5% of the mass of the respective prill. This can be used to influence the type of release in a broad spectrum. According to one embodiment, the weight fraction of the first degradable layer is in the range of 0.05 to 15% of the mass of the respective prill. According to one embodiment, the weight fraction of the second degradable layer is in the range of 0.05 to 5% of the mass of the respective prill. According to one embodiment, the layer thickness of the applied layers is absolutely in the range from 1 to 500 μm, in particular from 1 to 200 μm. According to one embodiment, the first layer is at least as thick as the second layer. According to one embodiment, the ratio of the layer thicknesses or proportions by weight of the first layer in the range from 20: 1 to 1: 1 compared to the second layer. These features can be combined with each other and provide a structure of the prills which is advantageous in terms of structure and release properties.
Gemäß einer Ausführungsform wird im ersten Beschichtungsschritt eine Temperatur im Bereich von 0 bis 130°C, insbesondere 30 bis 70°C oder 50 bis 60°C eingestellt. Hierdurch kann das Trommelbeschichten optimiert werden. Gemäß einer Ausführungsform wird im zweiten Beschichtungsschritt eine Temperatur im Bereich von 0 bis 90°C, insbesondere niedriger als die Temperatur im ersten Beschichtungsschritt, insbesondere Raumtemperatur eingestellt. Dies kann das Wirbelbeschichten optimieren. Gemäß einer Ausführungsform wird im ersten und zweiten Beschichtungsschritt ein Verhältnis der eingestellten Temperaturen im Bereich von ca . 2: 1 oder 3: 1 oder 4: 1 (erste Temperatur im Vergleich zur zweiten Temperatur) eingestellt. Dies liefert jeweils einen vorteilhaften Temperaturbereich, um das jeweilige Beschichtungsverfahren zu optimieren . Die jeweilige Beschichtungseinrichtung kann dafür eingerichtete Heizeinrichtungen aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass im jeweiligen Beschichtungsschritt eine vergleichsweise niedrige Temperatur besonders vorteilhaft ist. Relativ hohe Temperaturen (ca . mindestens 100°C) in Verbindung mit einer langen Behandlungsdauer können die Eigenschaften des Produktes beeinflussen. Aus experimentellen Ergebnissen konnte ein vorteilhafter Temperaturbereich von ca. 50 bis 60°C für den Trommelcoater und etwa Raumtemperatur für den Wirbelschichtcoater ermittelt werden. According to one embodiment, in the first coating step, a temperature in the range of 0 to 130 ° C, in particular 30 to 70 ° C or 50 to 60 ° C is set. As a result, the drum coating can be optimized. According to one embodiment, in the second coating step, a temperature in the range of 0 to 90 ° C, in particular lower than the temperature in the first coating step, in particular room temperature is set. This can optimize spin coating. According to one embodiment, in the first and second coating steps, a ratio of the set temperatures in the range of approx. 2: 1 or 3: 1 or 4: 1 (first temperature compared to the second temperature). This in each case provides an advantageous temperature range in order to optimize the respective coating method. The respective coating device may have heating devices configured for this purpose. It has been shown that a comparatively low temperature is particularly advantageous in the respective coating step. Relatively high temperatures (at least 100 ° C) in combination with a long treatment time can influence the properties of the product. From experimental results, an advantageous temperature range of about 50 to 60 ° C for the drum coater and about room temperature for the fluidized bed coater could be determined.
Gemäß einer Ausführungsform wird im ersten Beschichtungsschritt ein (Unter-)Druck im Bereich von 1 bis 0 bara eingestellt, beispielsweise 500 oder 700mbara . Gemäß einer Ausführungsform wird im zweiten Beschichtungsschritt ein Druck im Bereich von 1 bis lOOOOmbar (lObar), insbesondere 1 bis 500mbar (0.5bar) über Atmosphärendruck eingestellt. Gemäß einer Ausführungsform wird im ersten und zweiten Beschichtungsschritt ein Verhältnis der eingestellten Drücke im Bereich von ca . 1 : 1.5 oder 1 :2 oder 1 :3 oder 1 :4 (erster Druck im Vergleich zum zweiten Druck) eingestellt wird . Hierdurch kann der jeweilige Beschichtungsschritt optimiert werden. According to one embodiment, in the first coating step, a (sub) pressure in the range of 1 to 0 bara is set, for example 500 or 700 mbara. According to one embodiment, in the second coating step, a pressure in the range from 1 to 10000 mbar (10 bar), in particular 1 to 500 mbar (0.5 bar), is set above atmospheric pressure. According to one embodiment, in the first and second coating steps, a ratio of the set pressures in the range of approx. 1: 1.5 or 1: 2 or 1: 3 or 1: 4 (first pressure compared to the second pressure) is set. As a result, the respective coating step can be optimized.
Es hat sich gezeigt, dass im Trommelcoater ein möglichst geringer Druck eingestellt werden sollte. Der Druck kann je nach Druckbeständigkeit des Trommelcoaters eingestellt werden. Insbesondere ist der Trommelcoater eingerichtet für einen Unterdruck im Bereich von mindestens 100 bis 800mbar unter Atmosphärendruck. Der bevorzugte Druckbereich ist insbesondere von der Auswahl des Lösungsmittels abhängig . It has been shown that the drum coater should be set as low as possible. The pressure can be adjusted according to the pressure resistance of the drum coater. In particular, the drum coater is set up for a negative pressure in the range of at least 100 to 800 mbar below atmospheric pressure. The preferred pressure range depends in particular on the choice of solvent.
Gemäß einer Ausführungsform weisen die erste und zweite abbaubare Polymer-Schicht jeweils eine Schicht aus biologisch abbaubarem PLA auf oder sind dadurch gebildet, insbesondere eine erste PLA-Schicht von einem ersten Typ und eine zweite PLA-Schicht von einem zweiten Typ. Hierdurch lassen sich besonders vorteilhafte Eigenschaften beim Schichtaufbau einstellen. According to one embodiment, the first and second degradable polymer layers each comprise or are formed by a layer of biodegradable PLA, in particular a first PLA layer of a first type and a second PLA layer of a second type. In this way, particularly advantageous properties can be set during the layer construction.
Gemäß einer Ausführungsform weist die erste abbaubare Polymer-Schicht eine knäuelartige, porenreiche Struktur auf und die zweite abbaubare Polymer-Schicht weist eine verputzte, dichte porenarme Struktur auf. Dies ermöglicht die Kombination verschiedener vorteilhafter Effekte, insbesondere indem zunächst eine grobe Schicht vergleichsweise schnell und kostengünstig aufgebracht wird, und danach diese Schicht mittels einer weiteren Schicht verfeinert wird . Es hat sich gezeigt, dass mittels der Trommelcoater-Beschichtung auf besonders einfache Weise eine knäuelartige Struktur erzielt werden kann, und mittels der Wirbelschichtcoater-Beschichtung eine verputzte Oberflächen-Struktur erzielt werden kann . Die Polymer-Schichten können dabei beide kristallin oder amorph sein . Die Zusammensetzung der einzelnen PLA-Schichten kann folgendermaßen spezifiziert werden. Einerseits durch die Molmasse (mittlere Molmasse der Polymereinheit) als Maß der Polymerisation: je höher die Molmasse, desto stabiler, beständiger ist das Polymer. Bei geringer Masse ist das Polymer unbeständig z.B. gegenüber Hydrolyse und tendiert dazu, in Olygo- und Monomere zu zerfallen. Andererseits kann die Spezifizierung auch durch den Zustand„kristallin " oder „amorph" erfolgen . Amorphes Polymer bzw. PLA weist z.B. einen deutlich niedrigeren Schmelzpunkt auf als kristalline Polymer bzw. PLA. In one embodiment, the first degradable polymer layer has a coil-like pore-rich structure, and the second degradable polymer layer has a plastered, dense, low-pore structure. This enables the combination of various advantageous effects, in particular by first applying a coarse layer comparatively quickly and inexpensively, and then refining this layer by means of a further layer. It has been found that by means of the drum coater coating a particularly simple way bobbin-like structure can be achieved, and by means of fluidized bed coater coating a plastered surface structure can be achieved. The polymer layers can be both crystalline or amorphous. The composition of the individual PLA layers can be specified as follows. On the one hand by the molecular weight (average molecular weight of the polymer unit) as a measure of the polymerization: the higher the molecular weight, the more stable, the more stable the polymer. At low mass, the polymer is unstable, for example, to hydrolysis and tends to decompose into oligomers and monomers. On the other hand, the specification can also be made by the state "crystalline" or "amorphous". For example, amorphous polymer or PLA has a significantly lower melting point than crystalline polymer or PLA.
Die Zusammensetzung der einzelnen Polymer- bzw. PLA-Schichten kann dieselbe sein. Dank der erfindungsgemäßen Verfahrenskombination können verschiedene Qualitäten des Polymers bzw. PLA verwendet werden, oder wenigstens eine der Schichten (insbesondere die erste, gröbere Schicht) kann mit weiteren Substanzen versetzt werden (z.B. zusätzliche Schicht as Polymerblends oder zusätzlichen Mikroelementen bzw. Zusatzstoffen). The composition of the individual polymer or PLA layers can be the same. Thanks to the method combination according to the invention, different qualities of the polymer or PLA can be used, or at least one of the layers (in particular the first, coarser layer) can be mixed with further substances (for example additional layer of polymer blends or additional microelements or additives).
Gemäß einer Ausführungsform wird in wenigstens einem der Beschichtungsschritte ein Lösungsmittel verwendet, insbesondere werden jeweils individuelle Lösungsmittel verwendet, insbesondere zunächst ein Lösungsmittel aus der Gruppe aliphatischen Ketone, Alkyl-Aromaten, Ester von Essigsäure und Milchsäure, Aceton; im Trommelcoating-Beschichtungsschritt und daraufhin dasselbe Lösungsmittel oder ein C02-Lösungsmittel im Wirbelcoating- Beschichtungsschritt. Dies ermöglicht eine Optimierung des jeweiligen Verfahrensschrittes bzw. der jeweiligen Schicht. According to one embodiment, a solvent is used in at least one of the coating steps, in particular individual solvents are used in each case, in particular first a solvent from the group of aliphatic ketones, alkyl aromatics, esters of acetic acid and lactic acid, acetone; in the drum coating coating step and then the same solvent or CO 2 solvent in the fluidized coating step. This allows an optimization of the respective process step or the respective layer.
Gemäß einer Ausführungsform wird in wenigstens einem der Beschichtungsschritte, bevorzugt in beiden Beschichtungsschritten chlorfreies Lösungsmittel verwendet, insbesondere Aceton und/oder C02. Dies ermöglicht den Verzicht auf chlorhaltige Lösungsmittel . According to one embodiment, chlorine-free solvent is used in at least one of the coating steps, preferably in both coating steps, in particular acetone and / or CO 2. This makes it possible to dispense with chlorine-containing solvents.
Gemäß einer Ausführungsform wird im zweiten Beschichtungsschritt chlorfreies Lösungsmittel umfassend C02, insbesondere in überkritischem Zustand (scC02) verwendet, insbesondere zum Herstellen von Ammoniak. Dies ermöglicht auch ein effizientes Verfahren, insbesondere auch in zeitlicher Hinsicht. Bevorzugt wird im ersten Beschichtungsschritt jedenfalls ein Lösungsmittel verwendet (insbesondere Aceton). Im zweiten Beschichtungsschritt braucht nur optional mit Lösungsmittel gearbeitet werden, insbesondere mit demselben Lösungsmittel wie im ersten Beschichtungsschritt. Alternativ kann im zweiten Beschichtungsschritt (Wirbelschichtcoater) C02 bzw. scC02 (überkritisches C02) verwendet werden, mit dem Vorteil, sehr konzentrierte (PLA- )Lösungen erzeugen zu können . Dabei kann C02 aus der verfahrenstechnischen Anordnung gewonnen werden (insbesondere aus einer C02-Wäsche, insbesondere im Zusammenhang mit einer Ammoniaksynthese oder einem Ammoniak-Harnstoff-Komplex). According to one embodiment, the second coating step uses chlorine-free solvent comprising CO 2, in particular in the supercritical state (scCO 2), in particular for producing ammonia. This also allows an efficient process, especially in terms of time. In any case, a solvent is preferably used in the first coating step (in particular acetone). In the second coating step, it is only necessary to use solvents as an option, in particular with the same solvent as in the first coating step. Alternatively, CO 2 or scCO 2 (supercritical CO 2) can be used in the second coating step (fluidized bed coater), with the advantage of being able to produce very concentrated (PLA) solutions. In this case, CO 2 can be obtained from the process engineering arrangement (in particular from a CO 2 scrubbing, in particular in connection with an ammonia synthesis or an ammonia-urea complex).
C02 in überkritischem Zustand liefert den Vorteil einer hohen Löslichkeit, wobei mittels C02 in überkritischem Zustand Eigenschaften des Lösungsmittels genutzt werden können, die ähnlich sind zu organischen Lösungsmitteln. Als weiteres Lösungsmittel kann neben Aceton und C02 insbesondere Toluol genannt werden . C02 in the supercritical state provides the advantage of high solubility, whereby by using CO 2 in supercritical state, properties of the solvent similar to organic solvents can be utilized. In addition to acetone and CO 2, in particular toluene can be mentioned as a further solvent.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine verfahrenstechnische Anordnung zur Herstellung von mit wenigstens einer biologisch abbaubaren Polymer-Schicht, insbesondere PLA-Schicht beschichteten Prills oder Granulaten, wobei die verfahrenstechnische Anordnung wenigstens einen Trommelcoater als erste verfahrenstechnische Stufe und wenigstens einen Wirbelschichtcoater als zweite, nachgeschaltete verfahrenstechnische Stufe jeweils eingerichtet zum Beschichten der Prills mit wenigstens einer biologisch abbaubaren Polymer-Schicht umfasst. Dies liefert zuvor genannte Vorteile. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Anordnung wenigstens eine Einrichtung zur Erzeugung eines Unter- oder Überdrucks und zur Erzeugung einer Druckdifferenz zwischen der ersten und zweiten verfahrenstechnischen Stufe. Hierdurch können die jeweiligen Verfahrensschritte und Schichten optimiert durchgeführt bzw. aufgebracht werden . Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Anordnung eine Einrichtung zur Aufnahme der im Trommelcoater beschichteten Prills auf, die eingerichtet ist zum Überführen der Prills zum Wirbelschichtcoater, und die einen Auslass oder eine Kupplung korrespondierend mit einem Einlass des Wirbelschichtcoaters aufweist. Hierdurch kann optional ein Zwischenschritt zum Behandeln oder Zwischenlagern der Prills vorgesehen werden . Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die verfahrenstechnische Anordnung eine Einrichtung mit Trocknungsfunktion zwischengeschaltet zwischen Trommelcoater und Wirbelschichtcoater. Dies ermöglicht die Optimierung des zweiten Schrittes, insbesondere indem die Prills spezifisch dafür vorbereitet werden. Wahlweise ist die Trocknungsfunktion zumindest teilweise in die Trommelcoating-Einheit integriert. The aforementioned object is also achieved by a procedural arrangement for the production of at least one biodegradable polymer layer, in particular PLA layer coated prills or granules, wherein the procedural arrangement at least one Trommelcoater as the first procedural stage and at least one fluidized bed coater as the second , Downstream procedural stage each adapted for coating the prills with at least one biodegradable polymer layer comprises. This provides the aforementioned advantages. According to one embodiment, the arrangement comprises at least one device for generating a negative or positive pressure and for generating a pressure difference between the first and second procedural stage. As a result, the respective method steps and layers can be optimally performed or applied. In one embodiment, the assembly includes means for receiving the prill coated in the drum coater, which is configured to transfer the prills to the fluid bed coater, and which has an outlet or coupling corresponding to an inlet of the fluidized bed coater. As a result, an intermediate step for treating or temporarily storing the prills can optionally be provided. According to one exemplary embodiment, the procedural arrangement comprises a device with a drying function interposed between the drum coater and the fluidized bed coater. This allows the optimization of the second step, especially by preparing the prills specifically for it. Optionally, the drying function is at least partially integrated into the drum coating unit.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch Verwendung einer verfahrenstechnischen Anordnung umfassend wenigstens einen Trommelcoater und wenigstens einen Wirbelschichtcoater, insbesondere einer zuvor beschriebenen verfahrenstechnischen Anordnung, zum zweistufigen Herstellen bzw. Modifizieren von Prills mit einer Polymer-Beschichtung, insbesondere PLA-Beschichtung umfassend wenigstens zwei Schichten jeweils aufgebracht in einer der Stufen. Dies liefert zuvor genannte Vorteile. Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch Prills, insbesondere Düngemittel-Prills, mit wenigstens zwei Schichten, hergestellt durch wenigstens zweistufiges Beschichten eines Trägermaterials der Prills mit wenigstens einer ersten abbaubaren Polymer- Schicht, insbesondere PLA-Schicht aufgebracht durch Trommelcoating und mit wenigstens einer zweiten abbaubaren Polymer-Schicht, insbesondere PLA-Schicht aufgebracht durch Wirbelschichtcoating, insbesondere mittels eines zuvor beschriebenen Verfahrens oder einer entsprechenden Anordnung. Dies liefert zuvor genannte Vorteile. The aforementioned object is also achieved by using a process engineering arrangement comprising at least one drum coater and at least one fluidized bed coater, in particular a procedural arrangement described above, for two-stage production or modification of prills with a polymer coating, in particular PLA coating comprising at least two Layers applied in each case in one of the stages. This provides the aforementioned advantages. The aforementioned object is also achieved according to the invention by prills, in particular fertilizer prills, having at least two layers produced by at least two-stage coating of a carrier material of the prills with at least one first degradable polymer layer, in particular PLA layer applied by drum coating and with at least one second degradable polymer layer, in particular PLA layer applied by fluidized-bed coating, in particular by means of a previously described method or a corresponding arrangement. This provides the aforementioned advantages.
Indem wenigstens eine erste Schicht hergestellt durch den ersten Beschichtungsschritt und wenigstens eine zweite Schicht hergestellt durch den zweiten Beschichtungsschritt aufgebracht werden, können zahlreiche der zuvor genannten Vorteile realisiert werden . Insbesondere kann die später aufgebrachte Schicht die wenigstens eine erste, untere Schicht versiegeln oder Defekte darin reparieren. By applying at least one first layer produced by the first coating step and at least one second layer produced by the second coating step, many of the aforementioned advantages can be realized. In particular, the later applied layer may seal the at least one first lower layer or repair defects therein.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine Prills-Mischung, insbesondere umfassend einen ersten Typ Prills gemäß der vorhergehenden Beschreibung, bereitgestellt oder hergestellt durch zweistufiges Beschichten von einer Teilmenge der Prills mittels Trommelcoating(-Einrichtung) und Wirbelschichtcoating(-Einrichtung) mit wenigstens zwei Polymer-Schichten und Vermischen dieser zweischichtigen Prills, wobei ein/der erste/r Typ Prills gekennzeichnet durch eine wenigstens zweischichtige Polymer- bzw. PLA-Beschichtung, insbesondere mit 1 bis 20 Gew.-% oder 3 bis 15Gew.-% (in Bezug auf die Masse des Prills), vermischt wird mit einem zweiten Typ Prills gekennzeichnet durch wenigstens eine mechanisch stabilisierende Schicht, insbesondere eine Polymer- oder PLA-Schicht mit weniger als 3 oder 2 oder lGew.-% (in Bezug auf die Masse des Prills), und/oder wobei der erste Typ Prills mit einem weiteren (dritten) Typ Prills ganz ohne Beschichtung vermischt wird, insbesondere jeweils in einem Verhältnis von mindestens 1 : 1 oder mindestens 2: 1 oder mindestens 3: 1 , insbesondere bei weniger als 50Gew.-%, insbesondere weniger als 25Gew.-% Anteil vom zweiten und/oder weiteren (dritten) Typ Prills in Bezug auf die Gesamtmasse der Prills-Mischung . Dies liefert zuvor genannte Vorteile. The aforementioned object is also achieved according to the invention by a prills mixture, in particular comprising a first type prills according to the preceding description, provided or manufactured by two-stage coating of a subset of the prills by means of drum coating (device) and fluidized bed coating (device) with at least two polymer layers and mixing these two-layer prills, wherein one / the first type Prills characterized by an at least two-layer polymer or PLA coating, especially with 1 to 20 wt .-% or 3 to 15Gew .-% (in relation to the mass of the prill), is mixed with a second type Prills characterized by at least one mechanically stabilizing layer, in particular a polymer or PLA layer with less than 3 or 2 or 1 wt% (relative to the mass of the prill), and / or wherein the first type prills are mixed with another (third) type prills without any coating, in particular in a ratio of at least 1 : 1 or at least 2: 1 or at least 3: 1, in particular less than 50 wt .-%, in particular less than 25 wt .-% proportion of the second and / or further (third) type prills in relation to the total mass of the prills mixture , This provides the aforementioned advantages.
Die Prills (insbesondere zweiter Typ) können dabei insbesondere mit Harnstoff-Lösung bzw. UF (Urea-Formaldehyde)-Lösung stabilisiert werden. Wahlweise können die Prills des zweiten Typs mit PLA anstelle UF-Lösung beschichtet werden. Die Untergrenze für den Anteil der unbeschichteten Prills vom dritten Typ liegt dabei über lGew.-%, bevorzugt über 5Gew.-%, weiter bevorzugt über 10Gew.-%. Der dritte Typ Prills kann dabei durch Trägermaterial in Form von Düngemittel gekennzeichnet sein, wobei der Prill vollständig aus Düngemittel gebildet sein kann, so dass das Düngemittel unmittelbar freigesetzt wird, also ganz ohne regulierende oder blockierende Schicht. The prills (especially the second type) can be stabilized in particular with urea solution or UF (urea-formaldehyde) solution. Optionally, the prills of the second type can be coated with PLA instead of UF solution. The lower limit for the proportion of uncoated prills of the third type is above 1 wt%, preferably above 5 wt%, more preferably above 10 wt%. The third type of prills can be characterized by carrier material in the form of fertilizer, wherein the prill can be formed entirely from fertilizer, so that the fertilizer is released immediately, so completely without regulating or blocking layer.
Dabei kann der erste Typ Prills die beiden Schichten mit unterschiedlichem PLA-Gewichtsanteil der ersten Schicht und der zweiten Schicht aufweisen (jeweils in Bezug auf die Gesamtmasse des Prills), z.B. 20% und 3%, oder 50% und 5%, oder 20% und 10% (die dünnere Schicht ist jeweils die zweite Schicht). In this case, the first type prills may comprise the two layers with different PLA weight content of the first layer and the second layer (in each case relative to the total mass of the prill), e.g. 20% and 3%, or 50% and 5%, or 20% and 10% (the thinner layer is the second layer).
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung wenigstens eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen, sowie aus den Zeichnungen selbst. Dabei zeigt jeweils in schematischer Darstellung Fig . 1 im Schnittbild einen einzelnen Prill hergestellt gemäß Ausführungsformen; Further features and advantages of the invention will become apparent from the description of at least one embodiment with reference to drawings, and from the drawings themselves. It shows in each case in a schematic representation. 1 is a sectional view of a single prill made according to embodiments;
Fig . 2 in einer Seitenansicht eine verfahrenstechnische Anordnung gemäß einem Fig. FIG. 2 shows a side view of a process engineering arrangement in accordance with FIG
Ausführungsbeispiel; Fig . 3 eine Prills-Mischung mit Prills zumindest umfassend Prills hergestellt gemäßEmbodiment; Fig. 3 a prills mixture made with prills at least comprising prills according to
Ausführungsformen; Embodiments;
Fig . 4 ein Verfahrensschaubild zu einzelnen Verfahrensschritten gemäß Fig. FIG. 4 is a process diagram for individual method steps according to FIG
Ausführungsformen .  Embodiments.
Bei Bezugszeichen, die nicht explizit in Bezug auf eine einzelne Figur beschrieben werden, wird auf die anderen Figuren verwiesen. Die Fig. 1 zeigt einen einzelnen Prill 1 , mit einem Kern oder Träger 1.1, mit einer optionalen auf dem Träger 1.1 aufgebrachten Schicht aus Mikroelementenzusätzen 1.2 (beispielsweise Mikroelementenzusätze wie Selen Se, Kupfer Cu, Zink Zn, aufgetragen mittels einer Trommelcoating-Einrichtung aus einer Schmelze, aus einer Lösung in Wasser (H20) oder aus einer Lösung in anderen Lösungsmitteln), mit wenigstens einer ersten Schicht 1.3 (aufgetragen mittels einer Trommelcoating-Einrichtung aus einer Lösung insbesondere in Aceton), insbesondere ausgebildet als PLA-Schicht, mit einer optionalen Schicht aus Mikroelementenzusätzen 1.4 (beispielsweise Mikroelementenzusätze wie Selen Se, Kupfer Cu, Zink Zn, aufgetragen mittels einer Trommelcoating-Einrichtung insbesondere aus einer Lösung in Aceton), und mit wenigstens einer zweiten Schicht 1.5 (aufgetragen mittels einer Wirbelschicht-Einrichtung aus einer Lösung insbesondere in Aceton), insbesondere ausgebildet als PLA-Schicht. Dank des Trommelcoating -Verfahrens kann der ersten Schicht 1.3 eine knäuelartige Struktur mit relativ hoher Festigkeit verliehen werden . Dank des Wirbelschicht- Verfahrens kann einer Außenhaut bzw. Außenmantelfläche 1.51 der zweiten Schicht 1.5 eine sehr dichte Oberflächenstruktur verliehen werden. Anstelle PLA kann für die jeweilige erste und/oder zweite Schicht auch ein alternatives, biologisch abbaubares Polymer oder eine Mischung aus solchen Polymeren aufgebracht werden . For reference numbers that are not explicitly described with respect to a single figure, reference is made to the other figures. Fig. 1 shows a single prill 1, with a core or support 1.1, with an optional applied to the support 1.1 layer of Mikroelementenzusätzen 1.2 (for example, microelement additives such as selenium Se, copper Cu, zinc Zn, applied by means of a Trommelcoating device of a Melt, from a solution in water (H 2 O) or from a solution in other solvents), with at least one first layer 1.3 (applied by means of a drum coating device from a solution, in particular in acetone), in particular formed as PLA layer, with an optional Layer of microelement additives 1.4 (for example, microelement additives such as selenium Se, copper Cu, zinc Zn, applied by means of a drum coating device, in particular from a solution in acetone), and with at least one second layer 1.5 (applied by means of a fluidized bed device from a solution, in particular Acetone), in particular formed as a PLA layer. Thanks to the drum coating method, the first layer 1.3 can be given a coil-like structure having a relatively high strength. Thanks to the fluidized bed method, an outer skin or outer circumferential surface 1.51 of the second layer 1.5 can be given a very dense surface structure. Instead of PLA, an alternative, biodegradable polymer or a mixture of such polymers can also be applied for the respective first and / or second layer.
Zu den einzelnen Schichtdicken lässt sich Folgendes anmerken: Die Dicke d3 der ersten Schicht 1.3 (gegebenenfalls umfassend eine oder mehrere zusätzliche Schichten 1.2) liegt z.B. im Bereich von ΙΟμιη bis 300μιη, insbesondere bei ca . ΙΟΟμιη oder 200μιη, und die Dicke d5 der zweiten Schicht 1.5 (gegebenenfalls umfassend eine oder mehrere zusätzliche Schichten 1.4) liegt z.B. im Bereich von 1 bis 50μιη, wobei die absolute Beschichtungsdicke da sich durch Summation ergibt, und z.B. im Bereich von 150 bis 350μιη liegt. Die Schichten 1.3 und 1.5 können dabei die zusätzlichen Schichten 1.2, 1.4 umgeben . Die Fig . 2 zeigt eine verfahrenstechnische Anordnung 10 umfassend eine Trommelcoating- Einrichtung 13 (Trommelcoater) mit einer ersten Trommelcoating-Einheit 13.1 und einer zweiten Trommelcoating-Einheit 13.2, insbesondere ausgebildet als oder umfassend eine Trocknungseinheit, und ferner umfassend eine Wirbelcoating-Einrichtung 15 (Wirbelschichtcoater) mit wenigstens einer Wirbelcoating-Einheit 15.1. Wahlweise können weitere, redundante Wirbelcoating-Einheiten vorgesehen sein. Die Anordnung 10 kann optional auch einen Turm 11 zur Prillherstellung umfassen (unbehandelte Prills oder Prills mit konventionellen Granulationshilfsmittel, insbesondere UF-Lösung). As regards the individual layer thicknesses, the following can be said: The thickness d3 of the first layer 1.3 (optionally comprising one or more additional layers 1.2) is, for example, in the range from .mu.m to 300 .mu.m, in particular at approx. ΙΟΟμιη or 200μιη, and the thickness d5 of the second layer 1.5 (optionally comprising one or more additional layers 1.4) is for example in the range of 1 to 50μιη, wherein the absolute coating thickness is there by summation, and for example in the range of 150 to 350μιη , The layers 1.3 and 1.5 can surround the additional layers 1.2, 1.4. The Fig. 2 shows a procedural arrangement 10 comprising a drum coating device 13 (drum coater) with a first drum coating unit 13.1 and a second drum coating unit 13.2, in particular designed as or comprising a drying unit, and further comprising a swirl coating device 15 (fluidized bed coater) at least one swirl coating unit 15.1. Optionally, further, redundant swirl coating units may be provided. The assembly 10 may optionally also include a tower 11 for prill production (untreated prills or prills with conventional granulation aids, in particular UF solution).
Die Trommelcoating-Einrichtung 13 kann als eine einzige Vorrichtung bereitgestellt werden, oder wahlweise auch aus einer Gruppierung oder Anordnung aus mehreren Anlagenkomponenten bestehen. Insbesondere kann eine optionale Trocknung separat erfolgen . Mittels einer Unterdruck-/Überduck-Einrichtung 17 kann im jeweiligen Coater 13, 15 der gewünschte Betriebsdruck eingestellt werden. The drum coater 13 may be provided as a single device or, optionally, may consist of an array or array of multiple plant components. In particular, an optional drying can be done separately. By means of a vacuum / overpressure device 17, the desired operating pressure can be set in the respective coater 13, 15.
Mittels einer Einrichtung 19 zur Aufnahme der im Trommelcoater beschichteten Prills können die Prills aufgenommen bzw. zwischengelagert werden und via den Auslass 19.1 zum Wirbelschichtcoater 15 überführt werden . Wahlweise kann in der Einrichtung 19 eine Trocknung erfolgen. Die Einrichtung 19 kann als separate Trocknungseinheit ausgebildet sein. By means of a device 19 for receiving the prills coated in the drum coater, the prills can be taken up or temporarily stored and transferred via the outlet 19.1 to the fluidized bed coater 15. Optionally, a drying can take place in the device 19. The device 19 may be formed as a separate drying unit.
Mit einem ersten Materialstrom M l , insbesondere aus unbehandelten Prills, werden Prills vom Prill-Turm 11 zur Trommelcoating-Einrichtung 13 als erste Verfahrensstufe gefördert. In der Trommelcoating-Einrichtung 13 erfolgt eine Zufuhr von Polymer und Lösungsmittel L2. With a first material flow M l, in particular untreated prills, prills are conveyed from the prilling tower 11 to the drum coating device 13 as the first process step. In the drum coating device 13, a supply of polymer and solvent L2 takes place.
Optional kann ein Materialstrom M l . l (Teilmenge von M l) zum Lager geleitet werden. Stromab von der ersten Trommelcoating-Einheit 13.1 kann optional ein Materialstrom M2.1 (Teilmenge von M2) zum Lager geleitet werden. Der prozentuale Anteil der Teilmenge kann in Abhängigkeit des Bedarfs eingestellt werden, insbesondere mittels einer Steuerungseinheit 20. Die Kopplung der Steuerungseinheit 20 mit den jeweiligen Einrichtungen und Einheiten ist durch die jeweilige Strichpunktlinie veranschaulicht. Mit einem weiteren Materialstrom M2 aus mit wenigstens einer ersten Schicht beschichteten Prills, werden die trommelbeschichteten Prills von der entsprechenden Trommelcoating-Einheit weiter gefördert, entweder zu einer weiteren Trommelcoating-Einheit bzw. zu einer Trocknungseinheit, oder als weiterer Materialstrom M3 von der Trommelcoating-Einrichtung 13 direkt zur Wirbelcoating-Einrichtung 15 als zweite Verfahrensstufe. Vorteilhafterweise bleiben die Prills entlang des Materialstrompfades M3 warm, so dass eine den Materialstrompfades M3 zumindest abschnittweise umgebende Temperier-Einrichtung vorgesehen sein kann . Optionally, a material flow M l. l (subset of M l) are directed to the camp. Downstream of the first drum coating unit 13.1, optionally a material flow M2.1 (partial amount of M2) can be conducted to the bearing. The percentage of the subset can be adjusted depending on the need, in particular by means of a control unit 20. The coupling of the control unit 20 with the respective devices and units is illustrated by the respective dashed line. With another material stream M2 of prills coated with at least one first layer, the drum-coated prills are further conveyed by the corresponding drum coating unit, either to another drum coating unit or to a drying unit, or as a further material stream M3 from the drum coating device 13 directly to the vortex-coating device 15 as a second process stage. Advantageously, the prills remain warm along the material flow path M3, so that a temperature control device surrounding the material flow path M3 at least in sections can be provided.
Optional kann entlang der Materialstrompfade M l , M2, M3 jeweils eine zusätzliche Schicht bestehend aus Zusatzstoffen aufgebracht werden, insbesondere jeweils auf einem Förderband und/oder während dem Transportieren. Dazu kann der jeweilige Materialstrompfad M l, M2, M3 zumindest abschnittweise hermetisch abgeschottet sein bzw. umgeben sein von einer weiteren Beschichtungs-Einrichtung. Diese vergleichsweise dünne Zusatz-Schicht ist eingerichtet, die physikalischen Eigenschaften der Prills (insbesondere Abriebfestigkeit, Druckbeständigkeit, Resistenz bezüglich Verklumpen) zu verbessern, insbesondere im Zusammenhang mit dem ersten Materialstrompfad M l . Das Beschichten mit wenigstens einer zusätzlichen Schicht auf dem Träger und/oder auf der ersten abbaubaren Schicht kann optional auch in einem separaten (parallel laufenden, kontinuierlichen oder diskontinuierlichen) Prozess erfolgen. In der Wirbelcoating-Einrichtung 15 erfolgt eine Polymer- und Lösungsmittelzufuhr L3, insbesondere mit Aceton oder C02 in überkritischem Zustand, insbesondere in Verbindung mit Atomisierungsfluid und/oder Luft. Optionally, an additional layer consisting of additives can be applied along the material flow paths M 1, M 2, M 3, in each case in each case on a conveyor belt and / or during transportation. For this purpose, the respective material flow path M l, M2, M3 can be at least partially hermetically sealed off or surrounded by a further coating device. This comparatively thin additional layer is designed to improve the physical properties of the prills (in particular abrasion resistance, pressure resistance, resistance to agglomeration), in particular in connection with the first material flow path M l. The coating with at least one additional layer on the support and / or on the first degradable layer can optionally also be carried out in a separate (parallel-running, continuous or discontinuous) process. In the vortex-coating device 15, there is a polymer and solvent feed L 3, in particular with acetone or CO 2 in a supercritical state, in particular in conjunction with atomizing fluid and / or air.
Die jeweilige Zufuhr von Polymer und Lösungsmittel L2, L3 kann auch die Zufuhr unterschiedlichen Polymer-Materials und unterschiedlicher Lösungsmittel umfassen. The particular supply of polymer and solvent L2, L3 may also include the supply of different polymer material and different solvents.
Durch einen weiteren Medienstrom M4 können die jeweiligen Medien abgeführt werden, wobei der Medienstrom M4 insbesondere die Abführung, Rückführung (Rückgewinnung) und/oder Entsorgung von Lösungsmitteln umfasst. By a further media stream M4, the respective media can be removed, wherein the media stream M4 in particular comprises the removal, recycling (recovery) and / or disposal of solvents.
Zwischen Trommelcoater 13 und Wirbelschichtcoater 15 kann eine Lösungsmittelabscheidung geschaltet sein (z.B. eine Kühlfalle, Wäsche). Für den Fall dass nur mit einem einzigen Typ Lösungsmittel gearbeitet werden soll, wird das Lösungsmittel bevorzugt gesammelt zentral in eine Abscheidung geführt. Ein separater Trockner muss nicht notwendiger Weise vorgesehen sein. Eine Trocknungsfunktion kann auch durch den entsprechenden Coater 13, 15 erfüllt werden . Gemäß einer Ausführungsform werden ca . 1 bis 20Gew.-% der ersten Schicht(en) durch den oder die Trommelcoating-Beschichtungsschritt(e) aufgebracht (erste erfindungsgemäße Verfahrensstufe), und/oder ca. 1 bis 15Gew.-% der zweiten Schicht(en) durch den oder die Wirbelcoating -Beschichtungsschritt(e) aufgebracht (zweite erfindungsgemäße Verfahrensstufe). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden ca . 4Gew.-% der ersten Schicht(en) durch den oder die Trommelcoating-Beschichtungsschritt(e) aufgebracht, und/oder ca . lGew.-% der zweiten Schicht(en) durch den oder die Wirbelcoating -Beschichtungsschritt(e) aufgebracht. Between drum coater 13 and fluidized bed coater 15, a solvent separation may be switched (eg a cold trap, laundry). In the event that only one single type of solvent is to be used, the solvent is preferably collected and fed centrally into a deposit. A separate dryer does not necessarily have to be provided. A drying function can also be fulfilled by the corresponding coater 13, 15. According to one embodiment, approx. From 1 to 20% by weight of the first layer (s) applied by the drum coating coating step (s) (first inventive step), and / or from about 1 to 15% by weight of the second layer (s) Vortex coating-coating step (s) applied (second process step of the invention). According to a preferred embodiment, approx. 4% by weight of the first layer (s) applied by the drum coating coating step (s), and / or approx. 1% by weight of the second layer (s) applied by the fluidizing or coating layer (s).
In einem weiteren (vierte) Materialstrom M5 kann das zweistufig beschichtete Endprodukt bereitgestellt werden, insbesondere in Form von einer Prills-Mischung bestehend aus zweischichtig beschichteten Prills (erster Typ) und Prills wenigstens eines weiteren Typs (zweiter und/oder dritter Typ, unbehandelt oder behandelt zwecks Verbesserung der physikalischen Eigenschaften). Die Gewichts-Anteile der Mischung können individuell eingestellt werden, insbesondere mittels der Steuerungseinrichtung 20, durch Regeln der einzelnen Materialströme. In a further (fourth) material stream M5, the two-stage coated end product can be provided, in particular in the form of a prills mixture consisting of two-layer coated prills (first type) and prills of at least one other type (second and / or third type, untreated or treated for the purpose of improving the physical properties). The weight proportions of the mixture can be adjusted individually, in particular by means of the control device 20, by regulating the individual material flows.
Dank des zweistufigen Verfahrens können auf einfache Weise Variationen sowohl am Verfahren als auch am Schichtaufbau und/oder bezüglich der Materialzusammensetzung und/oder bezüglich der Lösungsmittelauswahl vorgenommen werden. In Fig . 4 ist ein Verfahrensschaubild gezeigt, in welchem einzelne Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert werden . Ein erster Schritt Sl umfasst das Zuführen von Prills aus einem Prill-Turm. Ein zweiter Schritt S2 umfasst einen oder mehrere erste Beschichtungsschritte, insbesondere einen ersten Trommelcoating-Beschichtungsschritt S2.1 und einen zweiten Trommelcoating-Beschichtungsschritt S2.2 und optional auch einen Trocknungsschritt S2.3 nach dem ersten und/oder zweiten Beschichtungsschritt. In einem dritten Schritt S3 umfassend einen oder mehrere zweite Beschichtungsschritte wird die wenigstens eine zweite Schicht 1.5 aufgebracht, insbesondere in einem ersten Wirbelschichtcoating-Beschichtungsschritt S3.1 optional gefolgt von einem zweiten Wirbelschichtcoating-Beschichtungsschritt S3.2 und optional auch gefolgt von einem Trocknungsschritt S3.3 nach dem ersten und/oder zweiten Beschichtungsschritt. Ein vierter Schritt S4 umfasst das Abführen oder Rückführen von Lösungsmittel, insbesondere C02, und ein fünfter Schritt S5 umfasst das Bereitstellen von Prills oder einer Prills-Mischung 5. Der Schritt S5 kann auch das Vermischen umfassen, insbesondere gemäß vordefinierter Prozent- Anteile, wahlweise vorgegeben durch die Steuerungseinrichtung . Thanks to the two-step process, variations in both the process and the layer structure and / or in the composition of the material and / or in the choice of solvent can be made in a simple manner. In Fig. FIG. 4 shows a process diagram in which individual steps of the method according to the invention are explained. A first step S1 involves feeding prills from a prill tower. A second step S2 comprises one or more first coating steps, in particular a first drum coating coating step S2.1 and a second drum coating coating step S2.2 and optionally also a drying step S2.3 after the first and / or second coating step. In a third step S3 comprising one or more second coating steps, the at least one second layer 1.5 is applied, in particular in a first fluidized-bed coating step S3.1 optionally followed by a second fluidized-bed coating step S3.2 and optionally also followed by a Drying step S3.3 after the first and / or second coating step. A fourth step S4 comprises the removal or recycling of solvent, in particular CO 2, and a fifth step S5 comprises the provision of prills or a prills mixture 5. The step S5 may also comprise the mixing, in particular according to predefined percentages, optionally predetermined by the control device.
Bezugszeichenliste: LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Prill, insbesondere vom ersten Typ 1 prill, especially of the first type
1.1 Kern oder Träger bzw. Trägermaterial  1.1 core or carrier or carrier material
1.2 optionale Schicht Mikroelementenzusatz  1.2 optional layer of microelement addition
1.3 erste Schicht, insbesondere PLA-Schicht  1.3 first layer, in particular PLA layer
1.4 optionale Schicht Mikroelementenzusatz  1.4 optional layer of microelement addition
1.5 zweite Schicht, insbesondere PLA-Schicht  1.5 second layer, in particular PLA layer
1.51 Außenhaut bzw. Außenmantelfläche 1.51 outer skin or outer lateral surface
2 weiterer Prill, insbesondere vom zweiten Typ 2 more prills, especially of the second type
3 weiterer Prill, insbesondere vom dritten Typ  3 more prills, especially of the third type
5 Prill-Mischung 5 prill mixture
10 verfahrenstechnische Anordnung 10 procedural arrangement
11 Turm zur Prillherstellung (unbehandelte, nicht modifizierte Prills) 13 Trommelcoating-Einrichtung (Trommelcoater bzw. Drum Coater) 13.1 erste Trommelcoating-Einheit  11 Prill making tower (untreated, unmodified prills) 13 Drum coater (drum coater) 13.1 First drum coater unit
13.2 zweite Trommelcoating-Einheit, insbesondere Trocknungseinheit13.2 second drum coating unit, in particular drying unit
15 Wirbelcoating-Einrichtung (Wirbelschichtcoater bzw. Fluidized Bed Coater)Vortex Coating Device (Fluidized Bed Coater or Fluidized Bed Coater)
15.1 Wirbelcoating-Einheit 15.1 Swirl coating unit
17 Unterdruck-/Überduck-Einrichtung  17 Vacuum / overpressure device
19 Einrichtung zur Aufnahme der im Trommelcoater beschichteten Prills 19.1 Auslass  19 Apparatus for receiving the prills coated in the drum coater 19.1 Outlet
20 Steuerungseinheit d3 Dicke der ersten Schicht 20 Control unit d3 Thickness of the first layer
d5 Dicke der zweiten Schicht d5 thickness of the second layer
da absolute Beschichtungsdicke because absolute coating thickness
M l erster Materialstrom, insbesondere unbehandelte Prills M l first material stream, especially untreated prills
M l . l Materialstrom (Teilmenge) zum Lager L2 Polymer- und Lösungsmittelzufuhr M l. l Material flow (partial quantity) to the warehouse L2 polymer and solvent feed
M2 weiterer (zweiter) Materialstrom, insbesondere innerhalb der Trommelcoating- Einrichtung  M2 further (second) material flow, in particular within the Trommelcoating- device
M2.1 Materialstrom (Teilmenge) zum Lager  M2.1 Material flow (partial quantity) to the warehouse
L3 Polymer- und Lösungsmittelzufuhr L3 polymer and solvent feed
M3 weiterer (dritter) Materialstrom, insbesondere von der Trommelcoating-Einrichtung zur M3 further (third) material flow, in particular from the drum coating device to
Wirbelcoating-Einrichtung Fluidized coating fixture
M4 weiterer Medienstrom, insbesondere Abführung von Lösungsmitteln  M4 further media stream, in particular removal of solvents
M5 weiterer (vierter) Materialstrom, insbesondere zum Bereitstellen einer Prills-Mischung  M5 further (fourth) material flow, in particular for providing a prills mixture
51 erster Schritt, insbesondere Zuführen von Prills aus einem Prill-Turm 51 first step, in particular feeding prills from a prill tower
52 zweiter Schritt, insbesondere erster Beschichtungsschritt  52 second step, in particular first coating step
52.1 erster Trommelcoating-Beschichtungsschritt  52.1 first drum coating coating step
52.2 zweiter Trommelcoating-Beschichtungsschritt  52.2 second drum coating coating step
S2.3 Trocknungsschritt S2.3 drying step
53 dritter Schritt, insbesondere zweiter Beschichtungsschritt  53 third step, in particular second coating step
53.1 erster Wirbelschichtcoating-Beschichtungsschritt  53.1 first fluidized bed coating step
53.2 zweiter Wirbelschichtcoating-Beschichtungsschritt  53.2 second fluidized bed coating step
53.3 Trocknungsschritt  53.3 drying step
S4 vierter Schritt, insbesondere Abführen oder Rückführen von Lösungsmittel S4 fourth step, especially removal or recycling of solvents
S5 fünfter Schritt, insbesondere Bereitstellen von Prills oder einer Prills-Mischung  S5 fifth step, especially providing prills or a prills mixture

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Verfahren zum Herstellen von mit wenigstens einer biologisch abbaubaren Polymer-Schicht (1.3, 1.5), insbesondere PLA-Schicht beschichteten Prills (1) oder Granulaten, insbesondere Düngemittel-Prills, wobei die wenigstens eine abbaubare Polymer-Schicht auf ein Trägermaterial (1.1) des jeweiligen Prills aufgebracht wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Prills (1) zunächst in einem Trommelcoating-Beschichtungsschritt mit wenigstens einer ersten abbaubaren Schicht (1.3) auf das Trägermaterial (1.1) beschichtet werden, insbesondere in einem Trommelcoater (13) bei relativem Unterdruck, und daraufhin in einem Wirbelcoating-Beschichtungsschritt mit wenigstens einer zweiten abbaubaren Schicht (1.5) über die erste Schicht beschichtet werden, insbesondere in einem Wirbelschichtcoater (15) bei relativem Überdruck. 1. A method for producing at least one biodegradable polymer layer (1.3, 1.5), in particular PLA layer coated prills (1) or granules, in particular fertilizer prills, wherein the at least one degradable polymer layer on a support material (1.1 ) of the respective prill, characterized in that the prills (1) are first coated in a drum coating coating step with at least one first degradable layer (1.3) on the carrier material (1.1), in particular in a drum coater (13) under relatively low pressure, and then in a fluidized-coating step with at least one second degradable layer (1.5) are coated over the first layer, in particular in a fluidized bed coater (15) at a relative overpressure.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Beschichtungsschritt nach dem ersten Beschichtungsschritt durchgeführt wird, indem die trommelbeschichteten Prills nach erfolgter2. The method of claim 1, wherein the second coating step is performed after the first coating step, wherein the drum-coated prills after
Beschichtung vom Trommelcoater in den Wirbelschichtcoater eingeleitet werden; und/oder wobei der zweite Beschichtungsschritt örtlich angrenzend neben dem ersten Beschichtungsschritt durchgeführt wird, insbesondere im Umkreis von 5 bis 15m. Coating be initiated by the drum coater in the fluidized bed coater; and / or wherein the second coating step is carried out locally adjacent to the first coating step, in particular within a range of 5 to 15m.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Beschichtungsschritt nach einer Ruheoder Trocknungsphase nach dem ersten Beschichtungsschritt durchgeführt wird, insbesondere nach einer Ruhe- oder Trocknungsphase von mindestens 1 bis 3 Minuten . 3. The method of claim 1 or 2, wherein the second coating step is performed after a rest or drying phase after the first coating step, in particular after a rest or drying phase of at least 1 to 3 minutes.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei der Gewichtsanteil der abbaubaren Schichten (1.3, 1.5) im Bereich von 0.05 bis 20%, insbesondere 0.05 bis 10% oder 0.05 bis 5% der Masse des jeweiligen Prills liegt; und/oder wobei der Gewichtsanteil der ersten abbaubaren Schicht (1.3) im Bereich von 0.05 bis 15% der Masse des jeweiligen Prills liegt; und/oder wobei der Gewichtsanteil der zweiten abbaubaren Schicht (1.5) im Bereich von 0.05 bis 5% der Masse des jeweiligen Prills liegt; und/oder wobei die Schichtdicke der aufgebrachten Schichten (1.2, 1.3, 1.4, 1.5) absolut im Bereich von 1 bis 500μιη liegt; und/oder wobei die erste Schicht (1.3) mindestens so dick ist wie die zweite Schicht (1.5); und/oder wobei das Verhältnis der Schichtdicken oder Gewichtsanteile der ersten Schicht im Vergleich zur zweiten Schicht im Bereich von 20: 1 bis 1 : 1 liegt. 4. The method according to any preceding method claims, wherein the weight fraction of the degradable layers (1.3, 1.5) in the range of 0.05 to 20%, in particular 0.05 to 10% or 0.05 to 5% of the mass of the respective prills; and / or wherein the weight fraction of the first degradable layer (1.3) is in the range of 0.05 to 15% of the mass of the respective prill; and / or wherein the weight fraction of the second degradable layer (1.5) is in the range of 0.05 to 5% of the mass of the respective prills; and / or wherein the layer thickness of the applied layers (1.2, 1.3, 1.4, 1.5) is absolutely in the range of 1 to 500μιη; and / or wherein the first layer (1.3) is at least as thick as the second layer (1.5); and / or wherein the ratio of the layer thicknesses or weight proportions of the first layer in comparison to the second layer in the range of 20: 1 to 1: 1.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei im ersten Beschichtungsschritt eine Temperatur im Bereich von 0 bis 130°C, insbesondere 30 bis 70°C oder 50 bis 60°C eingestellt wird; und/oder wobei im zweiten Beschichtungsschritt eine Temperatur im Bereich von 0 bis 90°C, insbesondere niedriger als die Temperatur im ersten Beschichtungsschritt, insbesondere Raumtemperatur eingestellt wird . 5. The method according to any one of the preceding method claims, wherein in the first coating step, a temperature in the range of 0 to 130 ° C, in particular 30 to 70 ° C or 50 to 60 ° C is set; and / or wherein in the second coating step, a temperature in the range of 0 to 90 ° C, in particular lower than the temperature in the first coating step, in particular room temperature is set.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei im ersten Beschichtungsschritt ein Druck im Bereich von 1 bis 0 bara eingestellt wird; und/oder wobei im zweiten Beschichtungsschritt ein Druck im Bereich von 1 bis lOOOOmbar, insbesondere 1 bis 500mbar über Atmosphärendruck eingestellt wird . 6. The method according to any one of the preceding method claims, wherein in the first coating step, a pressure in the range of 1 to 0 bara is set; and / or wherein in the second coating step, a pressure in the range of 1 to lOOOOmbar, in particular 1 to 500mbar is set above atmospheric pressure.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die erste und zweite abbaubare Polymer-Schicht (1.3, 1.5) jeweils eine Schicht aus biologisch abbaubarem PLA ist, insbesondere eine erste PLA-Schicht eines ersten Typs und eine zweite PLA-Schicht eines zweiten Typs; und/oder wobei die erste abbaubare Polymer-Schicht eine knäuelartige, porenreiche Struktur aufweist und die zweite abbaubare Polymer-Schicht eine verputzte, dichte porenarme Struktur aufweist. 7. The method according to any one of the preceding method claims, wherein the first and second degradable polymer layer (1.3, 1.5) is in each case a layer of biodegradable PLA, in particular a first PLA layer of a first type and a second PLA layer of a second type ; and / or wherein the first degradable polymer layer has a coil-like, pore-rich structure and the second degradable polymer layer has a plastered, dense, low-pore structure.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei in wenigstens einem der Beschichtungsschritte ein Lösungsmittel verwendet wird, insbesondere jeweils individuelle Lösungsmittel verwendet werden, insbesondere zunächst ein Lösungsmittel aus der Gruppe: aliphatischen Ketone, Alkyl-Aromaten, Ester von Essigsäure und Milchsäure, Aceton; im Trommelcoating-Beschichtungsschritt und daraufhin dasselbe Lösungsmittel oder ein C02- Lösungsmittel im Wirbelcoating-Beschichtungsschritt; und/oder wobei in wenigstens einem der Beschichtungsschritte, bevorzugt in beiden Beschichtungsschritten chlorfreies Lösungsmittel verwendet wird, insbesondere Aceton und/oder C02; und/oder wobei im zweiten Beschichtungsschritt chlorfreies Lösungsmittel umfassend C02, insbesondere in überkritischem Zustand verwendet wird, insbesondere zum Herstellen von Ammoniak. 8. The method according to any one of the preceding method claims, wherein in at least one of the coating steps, a solvent is used, in particular in each case individual solvents are used, in particular first a solvent from the group: aliphatic ketones, alkyl aromatics, esters of acetic acid and lactic acid, acetone; in the drum-coating step, and then the same solvent or CO 2 solvent in the fluid-jet coating step; and / or wherein chlorine-free solvent is used in at least one of the coating steps, preferably in both coating steps, in particular acetone and / or CO 2; and / or wherein in the second coating step chlorine-free solvent comprising CO 2, in particular in supercritical state is used, in particular for the production of ammonia.
9. Verfahrenstechnische Anordnung (10) zur Herstellung von mit wenigstens einer biologisch abbaubaren Polymer-Schicht (1.3, 1.5), insbesondere PLA-Schicht beschichteten Prills (1) oder Granulaten, 9. Process engineering arrangement (10) for the production of at least one biodegradable polymer layer (1.3, 1.5), in particular PLA layer coated prills (1) or granules,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die verfahrenstechnische Anordnung wenigstens einen Trommelcoater (13) als erste verfahrenstechnische Stufe und wenigstens einen Wirbelschichtcoater (15) als zweite, nachgeschaltete verfahrenstechnische Stufe jeweils eingerichtet zum Beschichten der Prills (1) mit wenigstens einer biologisch abbaubaren Polymer-Schicht (1.3, 1.5) umfasst. characterized in that the procedural arrangement at least one Trommelcoater (13) as a first procedural stage and at least one Fluidized bed coater (15) as a second, downstream procedural stage each adapted for coating the prills (1) with at least one biodegradable polymer layer (1.3, 1.5).
10. Verfahrenstechnische Anordnung nach dem vorhergehenden Vorrichtungsanspruch, wobei die Anordnung (10) wenigstens eine Einrichtung (17) zur Erzeugung eines Unter- oder Überdrucks und zur Erzeugung einer Druckdifferenz zwischen der ersten und zweiten verfahrenstechnischen Stufe umfasst. 10. Process engineering arrangement according to the preceding device claim, wherein the arrangement (10) comprises at least one means (17) for generating a negative or positive pressure and for generating a pressure difference between the first and second procedural stage.
11. Verfahrenstechnische Anordnung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei die Anordnung eine Einrichtung (19) zur Aufnahme der im Trommelcoater beschichteten Prills aufweist, die eingerichtet ist zum Überführen der Prills zum Wirbelschichtcoater (15), und die einen Auslass (19.1) oder eine Kupplung korrespondierend mit einem Einlass des Wirbelschichtcoaters aufweist; und/oder wobei die verfahrenstechnische Anordnung eine Einrichtung (19) mit Trocknungsfunktion zwischengeschaltet zwischen Trommelcoater und Wirbelschichtcoater umfasst. 11. Process engineering arrangement according to one of the preceding device claims, wherein the arrangement comprises means (19) for receiving the coated in the drum coater prills, which is adapted to transfer the prills to the fluidized bed coater (15), and an outlet (19.1) or a coupling corresponding to an inlet of the fluidized bed coater; and / or wherein the procedural arrangement comprises a device (19) with a drying function interposed between the drum coater and fluidized bed coater.
12. Verwendung einer verfahrenstechnischen Anordnung umfassend wenigstens einen Trommelcoater (13) und wenigstens einen Wirbelschichtcoater (15), insbesondere einer verfahrenstechnischen Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, zum zweistufigen Herstellen von Prills mit einer Polymer-Beschichtung, insbesondere PLA-Beschichtung umfassend wenigstens zwei Schichten (1.3, 1.5) jeweils aufgebracht in einer der Stufen . 12. Use of a procedural arrangement comprising at least one drum coater (13) and at least one fluidized bed coater (15), in particular a procedural arrangement (10) according to one of the preceding device claims, for two-stage production of prills comprising a polymer coating, in particular PLA coating at least two layers (1.3, 1.5) each applied in one of the stages.
13. Prills (1), insbesondere Düngemittel-Prills, mit wenigstens zwei Schichten (1.3, 1.5), hergestellt durch wenigstens zweistufiges Beschichten eines Trägermaterials (1.1) der Prills mit wenigstens einer ersten abbaubaren Polymer-Schicht, insbesondere PLA-Schicht (1.3) aufgebracht durch Trommelcoating und mit wenigstens einer zweiten abbaubaren Polymer- Schicht, insbesondere PLA-Schicht (1.5) aufgebracht durch Wirbelschichtcoating, insbesondere mittels eines Verfahrens oder einer Anordnung (10) jeweils nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 13. Prills (1), in particular fertilizer prills, having at least two layers (1.3, 1.5), produced by at least two-stage coating of a carrier material (1.1) of the prills with at least one first degradable polymer layer, in particular PLA layer (1.3) applied by drum coating and with at least one second degradable polymer layer, in particular PLA layer (1.5) applied by fluidized-bed coating, in particular by means of a method or an arrangement (10) in each case according to one of the preceding claims.
14. Prills-Mischung (5), insbesondere umfassend einen ersten Typ Prills (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bereitgestellt oder hergestellt durch zweistufiges Beschichten von einer Teilmenge der Prills mittels Trommelcoating und Wirbelschichtcoating mit wenigstens zwei Polymer-Schichten und Vermischen dieser zweischichtigen Prills, wobei ein/der erste/r Typ Prills (1) gekennzeichnet durch eine wenigstens zweischichtige Polymer- oder PLA-Beschichtung vermischt wird mit einem zweiten Typ Prills (2) gekennzeichnet durch wenigstens eine mechanisch stabilisierende Schicht, und/oder wobei der erste Typ Prills (1) mit einem weiteren Typ Prills (3) ganz ohne Beschichtung vermischt wird, insbesondere jeweils in einem Verhältnis von mindestens 1 : 1 oder mindestens 2 : 1 oder mindestens 3 : 1, insbesondere bei weniger als 50Gew.-%, insbesondere weniger als 25Gew.-% Anteil vom zweiten Typ (2) und/oder weiteren Typ (3) Prills in Bezug auf die Gesamtmasse der Prills-Mischung (5). 14. Prills mixture (5), in particular comprising a first type prills (1) according to the preceding claim, provided or prepared by two-stage coating of a subset of the prills by means of drum coating and fluidized bed coating with at least two polymer layers and mixing these two-layer prills, wherein one of the first Prills type (1) is characterized by an at least two-layer polymer or PLA coating is mixed with a second type Prills (2) characterized by at least one mechanically stabilizing layer, and / or wherein the first type prills (1) is mixed with another type of prills (3) without any coating, in particular in a ratio of at least 1: 1 or at least 2: 1 or at least 3: 1, in particular less than 50% by weight, in particular less than 25% by weight, of the second type (2) and / or further type (3) prills relative to the total mass of the prills mixture (5 ).
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