ES2204307A1 - Agente reductor de la volatilizacion del nitrogeno para fertilizantes complejos granulados y metodo de produccion de estos. - Google Patents
Agente reductor de la volatilizacion del nitrogeno para fertilizantes complejos granulados y metodo de produccion de estos.Info
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Abstract
Agente reductor de la volatilización del nitrógeno para fertilizantes complejos granulados y método de producción de éstos. Fertilizantes que presentan un agente reductor de la volatilización del nitrógeno compuesto de mezclas de MCDS y DCDS, y que para su obtención se han seguido los siguientes pasos: Reacción de urea con ácido sulfúrico en diversas reacciones molares en presencia de una cantidad variable de agua, enfriamiento del producto así obtenido, pulverización sobre los gránulos en el granulador, a temperaturas entre 40 y 70°C, posterior adición de sulfato de magnesio anhidro en el lecho granulador en proporciones desde el 1% al 25%, secado del producto, a temperaturas suaves no superiores a los 70°C y enfriado y acondicionado. También es objeto de la invención los fertilizantes obtenidos por el método descrito y el agente reductor de la volatilización aquí descrito.
Description
Agente reductor de la volatilización del
nitrógeno para fertilizantes complejos granulados y método de
producción de éstos.
La presente invención tiene por objeto un agente
reductor de la volatilización del nitrógeno para fertilizantes
complejos granulados, el método de producción de dichos
fertilizantes complejos granulados con agente reductor de la
volatilización del nitrógeno, así como el fertilizante obtenido con
dicho método.
Los fertilizantes son los productos añadidos al
terreno con objeto de mejorar la producción y crecimiento de las
plantas.
Caracteriza al presente fertilizante el hecho de
conseguir una reducción de aportaciones de fertilizantes a las
cosechas, gracias al empleo del mismo. Por otro lado, también
consigue mejorar el aprovechamiento de los nutrientes del terreno,
por lo que se consigue reducir la sobredosificación que actualmente
sufren algunos suelos.
Por otro lado, también es objeto de la presente
invención, conseguir un fertilizante que evite la toxicidad
derivada de la liberación en exceso del amoniaco, que es
especialmente nocivo para plantas jóvenes.
También, y de forma indirecta se consigue con el
empleo del presente fertilizante, evitar contaminación de los
acuíferos próximos.
Uno de los problemas actuales de los terrenos
agrícolas es la carencia de nitrógeno en los suelos, por lo que se
emplean diversos compuestos nitrogenados como por ejemplo la urea.
Este compuesto presenta un uso creciente debido a varias razones,
como son:
- -
- Es un compuesto fertilizante que presenta una mayor concentración de Nitrógeno disponible.
- -
- Es la unidad de Nitrógeno más barata actualmente.
- -
- Es el fertilizante de mayor facilidad de aplicación y transporte.
Sin embargo presenta un mal rendimiento y una
pérdida de eficacia del fertilizante como consecuencia de la
lixiviación del Nitrógeno en forma nítrica, así como por las
pérdidas derivadas por la volatilización del Nitrógeno amoniacal,
debido a la rápida hidrólisis enzimática que sufre tras su
aplicación al suelo.
Los fertilizantes que contienen urea, tras su
aplicación al suelo sufren un proceso de hidrólisis enzimática
originada por la Ureasa, por el siguiente mecanismo:
CO(NH_2)_2 +H_2O \rightarrow
2NH_3 +CO_2
El amoniaco producido entra en equilibrio con la
humedad del suelo originando
NH_3 + H_2O \leftrightarrow HN_4^+ +
OH^-
Su acción es muy rápida por lo que se llega a
perder un 80% de la eficacia según las condiciones del suelo. A la
semana de aplicación puede haberse perdido un 30% del nitrógeno
aportado. (Martín E. Trenkel. Controlled-Released
and Stabilized Fertilizers in Agriculture I.F.A. 1997)
El amoniaco liberado puede tener una
concentración excesiva en la proximidad de las raíces de las
plantas jóvenes, produciendo su intoxicación, además de la
liberación de dicho amoniaco hacia el ambiente.
Dados los anteriores inconvenientes, se han
desarrollado diferentes técnicas de aplicación de los fertilizantes
que contienen urea.
Unas técnicas, como las de aplicación y
dosificación no han sido rentables por el incremento que suponen de
la mano de obra necesaria. Por otro lado, se han desarrollado unos
abonos de liberación gradual, generando unos abonos de coste
elevado y que quedan restringidos a cultivos muy específicos. Hay
otra técnica que está todavía en desarrollo y basada en la creación
de unos abonos con inhibidores de enzimas ya que todavía no se ha
aclarado el mecanismo de actuación de la enzima debido a su
tendencia a polimerizarse y a su comportamiento en un medio
heterogéneo como es el terreno. (Robert J. Radel, Dual purpose
urease and nitrification inhibitors U.S. Patent 4932992).
La enzima microbiana, tiene una actividad
extracelular que depende de varios factores:
- -
- El aumento del contenido en materia orgánica en el suelo, favorece su actividad.
- -
- El aumento de temperatura, favorece la actividad enzimática.
- -
- La disminución del pH, ralentiza su actividad.
- -
- Una mayor aireación del suelo favorece su actividad.
- -
- El aumento de humedad incrementa la volatilización.
Por lo tanto el objetivo de la presente,
invención es desarrollar un fertilizante que supere los anteriores
inconvenientes, que minimice la aportación de los fertilizantes en
las cosechas, donde se produzca una liberación gradual, evitando la
posible toxicidad por el amoniaco liberado en exceso.
La reacción entre ácidos minerales (sulfúrico,
fosfórico, nítrico... etc.) y la urea en presencia de agua,
proporciona productos estables. Estos productos son aductos de la
urea con el correspondiente ácido mineral, consiguiendo unos
productos químicamente estables y con un elevado carácter ácido,
pudiéndose denominar productos promotores de acidez.
Estos compuestos resultantes de la mezcla de
ácidos minerales con urea presentan como principal ventaja contar
con un enlace químico entre la urea y el ácido correspondiente, que
al romperse proporcionan el ácido del aducto.
El aducto del ácido fosfórico y urea, conocido
como urea de fostato, es un conocido fertilizante cristalino
soluble de alto rendimiento.
El aducto resultado de la unión del ácido nítrico
con la urea, son menos estables y su descomposición a elevadas
temperaturas puede ser explosiva.
Finalmente existen varios aductos de ácido
sulfúrico y urea, entre los cuales se encuentra la monocarbamida
dihidrogeno sulfato MCDS, también conocida como monourea ácido
sulfúrico aducto o monourea sulfúrico, o urea sulfato y la
dicarbamida dihidrógeno sulfato DCDS. Ambos productos son el
resultado de la reacción entre la urea y el ácido sulfúrico en
diferentes proporciones molares, así el MCDS, es en la proporción
de ácido sulfúrico y urea de 1 a 1, mientras que el DCDS es en la
proporción de 2 a 1. Diferentes proporciones de urea y ácido
sulfúrico llevan a obtener mezclas de ambos productos que son el
agente reductor de volatilización del nitrógeno de la
invención.
El empleo de MCDS como inhibidor de urea ya ha
sido citado por diferentes autores. (Donald C.Young, Topical
nitrogen fertilization meted, U.S. Patent 4073633).
Ahora se propone aprovechar el hecho de que la
solubilidad de estos productos es más elevada que la de urea por lo
que colocados en la corteza exterior de un fertilizante granulado,
sucede que pasan a formar parte del suelo de una forma más
rápida.
En un primer momento dichos compuestos son
hidrolizados. La ureasa produce la hidrólisis de estos compuestos
de una forma lenta ya que son productos de marcado carácter ácido,
por lo que se produce una ralentización enzimática al disminuir el
pH del entorno de la enzima, esto es debido a que la urea está
combinada con un compuesto capaz de generar ácido, por lo que la
zona alrededor del amonio está neutralizada y se impide su
volatilización.
Tanto el MCDS como el DCDS son compuestos muy
solubles en agua, la forma de obtenerlo es conocida tanto en forma
sólida como liquida. (Donald C. Young, Methods of producing
urea-sulfuric acid reaction products, U.S. Patent
4445925).
El procedimiento de obtención del agente reductor
de la volatilización del nitrógeno para fertilizantes complejos
granulados se realiza mediante:
- -
- Reacción de urea con ácido sulfúrico del 98% en reacción molar entre 2,2 y 0,9 en presencia de una cantidad variable de agua según la riqueza de la disolución de agua a obtener, en un reactor con un agitador, ambos de acero inoxidable, provisto de camisa de refrigeración para evitar un aumento de la temperatura por encima de los 150°C sino es así se podría descomponer el MCDS formado en sulfamatos y carbamatos de carácter tóxico y de forma brusca pudiendo dar lugar a explosiones.
- -
- Enfriamiento del producto así obtenido, estando listo para su utilización como aditivo para fertilizante complejos granulados.
Las disoluciones de MCDS y DCDS convenientes son
las que presentan una elevada viscosidad para que el recubrimiento
del fertilizante granulado sea más homogéneo, siendo recomendables
las disoluciones con un contenido en agua entre el 2% al 30%,
siendo el margen preferente entre el 10% y el 20%.
Posteriormente esta solución se pulveriza sobre
los granulos en el granulador, el movimiento del lecho del
granulador y la alta viscosidad hace que el recubrimiento de los
gránulos sea homogéneo, especialmente si se realiza a temperaturas
entre 40 y 70°C.
Dependiendo de la formulación de fertilizante que
se quiera añadir, así será la cantidad de MCDS y DCDS a
añadir.
Posteriormente se procede a la adición de
compuesto anhidro con tendencia a la hidratación para disminuir su
gran higroscopicidad y solubilidad. La presencia de sulfato de
magnesio anhidro en el lecho granulador en proporciones desde el 1%
al 25% proporciona un producto final estable y sin problemas de
aglomeración.
Secado del producto, a temperaturas suaves no
superiores a los 70°C, ya que de lo contrario producirán
polimerizaciones del compuesto, que pueden producir la aparición de
Biuret
- Enfriado de forma rápida.
- Acondicionamiento posterior.
Las formulaciones en las que este producto se
puede introducir, son variadas, desde abonos con base uréica hasta
todo tipo de combinaciones que aporten fósforo, potasio, y
micronutrientes, así como todo tipo de compuestos utilizados en las
fabricaciones de abonos complejos granulados como:
- -
- Fosfato monoamónico
- -
- Fosfato diamónico
- -
- Sulfato potásico
- -
- Cloruro potásico
- -
- Sulfato amónico.
El procedimiento mediante el cual se consigue el
fertilizantes complejos granulados con agente reductor de la
volatilización del nitrógeno comprende las siguientes etapas:
- -
- Reacción de urea con ácido sulfúrico del 98% en reacción molar entre 2,2 y 0,9 en presencia de una cantidad variable de agua según la riqueza de la disolución de agua a obtener, en un reactor con un agitador, ambos de acero inoxidable, provisto de agitador y de camisa de refrigeración para evitar un aumento de la temperatura por encima de los 150°C.
- -
- Enfriamiento del producto así obtenido, estando listo para su utilización como aditivo para fertilizante complejos granulados.
- -
- Disolución en con un contenido en agua entre el 2% al 30%, siendo el margen preferente entre el 10% y el 20%.
- -
- Pulverización sobre los gránulos en el granulador, a temperaturas entre 40 y 70°C.
- -
- Posteriormente se procede a la adición de sulfato de magnesio anhidro en el lecho granulador en proporciones desde el 1% al 25%.
- -
- Secado del producto, a temperaturas suaves no superiores a los 70°C.
- -
- Enfriado de forma rápida.
- -
- Acondicionamiento posterior.
Las formulaciones en las que este producto se
puede introducir, son variadas, desde abonos con base uréica hasta
todo tipo de combinaciones que aporten fósforo, potasio, y
micronutrientes, así como todo tipo de compuestos utilizados en las
fabricaciones de abonos complejos granulados como:
- -
- Fosfato monoamónico
- -
- Fosfato diamónico
- -
- Sulfato potásico
- -
- Cloruro potásico
- -
- Sulfato amónico.
No se considera necesario hacer más extensa esta
descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el
alcance de la invención y las ventajas que de la misma se
derivan.
Los materiales, forma tamaño y disposición de los
elementos serán susceptibles de variación siempre y cuando no
alteren la esencialidad del invento.
Los términos en que se ha descrito esta memoria
deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no limitativo.
Claims (5)
1. Agente reductor de la volatilización del
nitrógeno para fertilizantes con base uréica, caracterizado
por estar compuesto de mezclas de MCDS y DCDS,
2. Procedimiento de obtención de fertilizantes
complejos granulados con agente reductor de la volatilidad del
nitrógeno, caracterizado porque comprende las siguientes
etapas:
- -
- Reacción de urea con ácido sulfúrico en presencia de una cantidad variable de agua según la riqueza de la disolución de agua a obtener.
- -
- Enfriamiento del producto así obtenido, estando listo para su utilización como aditivo para fertilizante complejos granulados
- -
- Disolución en con un contenido en agua entre el 2% al 30%, siendo el margen preferente entre el 10% y el 20%.
- -
- Pulverización sobre los gránulos en el granulador, a temperaturas entre 40 y 70°C.
- -
- Posteriormente se procede a la adición de sulfato de magnesio anhidro en el lecho granulador en proporciones desde el 1% al 25%.
- -
- Secado del producto, a temperaturas suaves no superiores a los 70°C.
- -
- Enfriado de forma rápida.
- -
- Acondicionamiento posterior.
3. Procedimiento de obtención de fertilizantes
complejos granulados con agentes reductor de la volatilidad del
nitrógeno, según la reivindicación 2 caracterizado porque la
reacción entre la urea y el ácido sulfúrico se realiza en un
reactor con un agitador, ambos de acero inoxidable provisto de
agitador y de camisa de refrigeración para evitar un aumento de la
temperatura por encima de los 150°C
4. Fertilizantes complejos granulados con agente
reductor de la volatilización del nitrógeno obtenido por el método
anteriormente descrito.
5. Fertilizantes complejos granulados con agente
reductor de la volatilización del nitrógeno obtenido por el método
anteriormente descrito, según la reivindicación 4,
caracterizado porque las formulaciones en las que el agente
reductor de la volatización del nitrógeno se puede introducir, son
variadas, desde abonos con base uréica hasta todo tipo de
combinaciones que aporten fósforo, potasio, y micronutrientes, así
como todo tipo de compuestos utilizados en las fabricaciones de
abonos complejos granulados como:
- -
- Fosfato monoamónico
- -
- Fosfato diamónico
- -
- Sulfato potásico
- -
- Cloruro potásico
- -
- Sulfato amónico.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200201957A ES2204307B1 (es) | 2002-08-21 | 2002-08-21 | Agente reductor de la volatilizacion del nitrogeno para fertilizantes complejos granulados y metodo de produccion de estos. |
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|---|---|
| ES (1) | ES2204307B1 (es) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013135919A1 (es) | 2012-03-15 | 2013-09-19 | Fertinagro Nutrientes, S.L. | Procedimiento para el tratamiento de materiales proteicos, producto obtenido mediante tal procedimiento y su utilización como fertilizante |
| EP3130578A1 (en) | 2015-08-14 | 2017-02-15 | Fertinagro Nutrientes, S.L. | Fertilizing composition which includes an inhibitor of urease activity |
| WO2023135341A1 (es) | 2022-01-12 | 2023-07-20 | Fertinagro Biotech, S.L. | Composición inhibidora de la ureasa y utilización de la misma |
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-
2002
- 2002-08-21 ES ES200201957A patent/ES2204307B1/es not_active Expired - Fee Related
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| Title |
|---|
| [en linea] [recuperado el 25.02.2004] Recuperado de: WPI Database, AN 1977-81742Y [46], DW 197746 & JP 52117772 A (DAN KAKO KK) 03.10.1977 (resumen) * |
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| EP3130578A1 (en) | 2015-08-14 | 2017-02-15 | Fertinagro Nutrientes, S.L. | Fertilizing composition which includes an inhibitor of urease activity |
| WO2017029421A1 (es) | 2015-08-14 | 2017-02-23 | Fertinagro Nutrientes, S.L. | Composición fertilizante que incluye un inhibidor de la actividad ureasa |
| WO2023135341A1 (es) | 2022-01-12 | 2023-07-20 | Fertinagro Biotech, S.L. | Composición inhibidora de la ureasa y utilización de la misma |
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| Publication number | Publication date |
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| ES2204307B1 (es) | 2005-08-01 |
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