FI118686B

FI118686B - Menetelmä fosfaattia sisältävän suspension valmistamiseksi

Info

Publication number: FI118686B
Application number: FI20040702A
Authority: FI
Inventors: Anders Weckman; Juhani Poukari; Paula Ylinen; Eija Saarikko
Original assignee: Kemira Growhow Oyj
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2008-02-15
Also published as: AR050249A1; CA2565193A1; WO2005113470A3; RU2006139668A; UA89374C2; US20080022740A1; FI20040702A0; WO2005113470A2; AU2005245152B2; US7901466B2; EP1748970A2; NZ551408A; CA2565193C; AU2005245152A1; FI20040702A; RU2333902C1

Description

118686

MENETELMÄ FOSFAATTIA SISÄLTÄVÄN SUSPENSION VALMISTAMISEKSI

5 Keksintö kohdistuu menetelmään fosfaattisuspension valmistamiseksi fosforihapos-ta, emäksestä ja orgaanisista lisäaineista siten, että fosforihappo esineutraloidaan lipeäseoksella, lisätään orgaaniset lisäaineet, säädetään ydintyminen ja suoritetaan jäähdytyskiteytys.

10 Juurien muodostuminen on kasvin alkukehityksen tärkeä vaihe. Hyvin muodostunut juuristo pystyy myöhemmin hyödyntämään tehokkaasti maapartikkeleihin sitoutuneita ravinteita. Kehittyäkseen juuret tarvitsevat erityisesti fosforia ja mitä lähempänä siementä fosfori on, sitä helpommin se on itävän kasvin hyödynnettävissä.

15 Tähän tarpeeseen hakija on kehittänyt iSeed® ratkaisun, kasviravinteilla päällystetyn siemenen. Patenttihakemuksesta WO 0145489 tunnetaan kahden komponentin muodostama siemenpinnoite, jossa ensimmäinen komponentti käsittää vesipitoisen kiinnitysaineen, joka käsittää nestemäistä maatalous- tai fermentointisivutuotetta, erityisesti melassia ja emulgoitua öljyä, ja jossa toinen komponentti käsittää lannoi-20 tejauheen.

, . Vaikka kasvutulokset pelto-oloista ovat hyviä; fosforin hyödyntäminen on tehostu- • ♦ · *· |Σ nut ja fosforilannoituksen kokonaistarve on vähentynyt, on käytännössä kuitenkin : · · ·: havaittu joitakin ongelmia.

:"*·· 25 •

Menetelmässä, jossa siemeneen ensin lisätään kiinnike ja sitten lannoite, voi kiin- ;:*· nikkeen ja lannoitteen suhde jossain määrin vaihdella siemenestä toiseen. Tämä :***: johtaa helposti siihen, että päällystettyjen siementen käsittelyssä irtoaa lannoitepö- lyä. Tämä vaikuttaa siementen annosteltavuuteen kylvökoneessa. Maassa irronnut . 30 lannoiteosuus voi päätyä joko liian kauas siemenestä tai aiheuttaa lannoitteen ylian- • · « noetusta yksittäisen siemenen kohdalla. Siementen käsittelyssä syntyvä pöly koe- φ · * l * taan myös työhygienisenä haittana.

• · • » * • · · • « *:··: Hakijan aikaisemmista patenttijulkaisuista EP 0755369 ja EP 0833806 tunnetaan *·, 35 kastelulannoitukseen soveltuva suspensiolannoite, jossa lannoitepartikkelien hiuk- * kaskoko on alle 50 pm. Nämä koostumukset eivät kuitenkaan sovellu käytettäviksi siemenpäällystykseen yleisen koostumuksensa takia.

2 118686

Hakijan myöhemmässä patenttihakemuksessa W0 0300030 kuvataan pinnoitettu siemen sekä siemenen pinnoitusmenetelmä, jossa myös lannoite jauhetaan hyvin hienoksi (< 50 pm) ennen kiinnitysaineella siemenen pintaan kiinnittämistä.

5

Jauhaminen sinällään on ylimääräinen, hankala ja kallis työvaihe. Jauhaminen riittävän hienoksi (noin 50 pm tai alle) on vaikeaa eikä kaikkia ravinnesuoloja edes pystytä jauhamaan näin hienoksi, esimerkiksi niiden hygroskooppisuuden tai niiden sisältämän kideveden takia. Lisäksi hyvin hienojakoinen jauhe paakkuuntuu helpos-10 ti varastoinnin aikana. Epäedullisissa olosuhteissa voi myös syntyä pölyhaittoja.

Ylläkuvatuissa iSeed-pinnoituksissa on käytetty erillistä kiinnikekomponenttia ja ravinnejauhekomponenttia. Nyt esillä oleva keksintö sitä vastoin kohdistuu menetelmään, jossa kiinnike- ja ravinnejauhekomponentit on yhdistetty jo ennen sieme-15 nen pinnoitusta. Tämä varmistaa, että pinnoituksen aikana kiinnikkeen ja ravinteiden suhde pysyy vakiona ja yksinkertaistaa siementen pinnoitusprosessia.

Nyt esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä fosfori kiteytetään suoraan fosfaattisuspension valmistuksen yhteydessä halutun kokoisina fosfaattikiteinä. 20 Tämä mahdollistaa fosforihapon ja emäksen käytön raaka-aineina eri ravinnesuolo-jen asemasta.

• · • · · *:,/ Tämän suspension fosforipitoisuus voidaan säätää aiemmin käytettyjen siemenpin- • · [···* noitteiden fosforipitoisuutta korkeammaksi ja sen pysyvyys siemenen pinnalla on ί **· 25 hyvä. Suspension korkeampi pH (pH 5,7), verrattuna esimerkiksi aiemmin käytet- • ·· tyyn monokaliumfosfaattia (MKP) käsittävän pinnoitteen pH-arvoon (pH 4-4,5), ..*·* vähentää happamuudesta johtuvaa stressiä. Näin herkkienkin siementen itäminen voidaan varmistaa.

; .*. 30 Fosfaattisuspension valmistus käsittää tyypillisesti neljä vaihetta: fosforihappo .···, esineutraloidaan emäksellä 40-65 °C:een lämpötilassa pH-arvoon 3-3,5; lisätään orgaaniset lisäaineet; säädetään ydintyminen neutraloimalla esineutraloitu, orgaani-set lisäaineet sisältävä seos 40-60 °C:een lämpötilassa pH-arvoon 5,3-6; jäähdytys- * kiteytetään osa fosforista neulamaisiksi kiteiksi halutun kidekoon omaavan fosfaat-35 tisuspension aikaansaamiseksi.

»·»· • ·

Saadun fosfaattisuspension kiteet ovat leveydeltään <30pm ja leveyden suhde pituuteen on < 0,4. Suspension viskositeetti on 300-2000 cP (20 °C). Käyttötarkoituk 3 118686 sesta riippuen, fosfaattisuspensioon voidaan lisätä valmistuksen eri vaiheissa esimerkiksi väriainetta, hivenaineita tai muita siementen itämistä ja kasvien alkukas-vua edistäviä aineita.

5

Emäksenä käytetään edullisesti NaOH/KOH-seosliuosta. Panoskiteytyksessä moo-lisuhde KOH/NaOH on edullisesti 1:1, jolloin etuna on suurentunut liukoisuus (eutektinen piste). Jatkuvatoimisessa kiteytyksessä parhaat tulokset saadaan KOH/NaOH-suhteen ollessa noin 0,5. Moolisuhdetta säätämällä voidaan vaikuttaa 10 valmiin fosfaattisuspension viskositeettiin, tarttuvuuteen ja P- eli fosforipitoisuuteen.

Jos veteen helposti liukenevan NaOH:n osuus on liian suuri, saadaan tahmeaa fos-faattisuspensiota ja edelleen tahmeapintaisia pinnoitettuja siemeniä. Korkea KOH-15 osuus nostaa viskositeettia, mikä vaatii enemmän vettä pastaan juoksevuuden turvaamiseksi.

Fosforihappona voidaan käyttää lannoitelaatuista fosforihappoa, jonka korkea fosforipitoisuus (54-62 % P205) on eduksi, kun tavoitteena on korkean suolapitoisuuden 20 omaava fosfaattisuspensio. Edullisesti käytetään puhdistettua fosforihappoa, jolla on alhaiset fluori-ja sulfaattipitoisuudet (<0,2 % F; ja <1 % sulfaattia).

• · • · ·

Fosforihapon metallisista epäpuhtauksista ei ole haittaa. Kolmenarvoiset ionit, ku- [;··* ten Fe(3+), ovat jopa eduksi oikean kiteenkasvun ja kidemuodon aikaansaamiseksi.

: *** 25 Väkevä fosforihappo sisältää tyypillisesti noin 0,4-0,5 % rautaa. Jos fosforihapon * ·· rautapitoisuutta nostetaan (+0,15 % Fe), voidaan valmiin suspension ydintyminen ja # t) j * kiteen kasvu säätää suspensiota kylmissä olosuhteissa (+4 °C) varastoitaessa.

« * · • · • · • · ·

Rautalisäys myös parantaa valmiin fosfaattisuspension säilyvyyttä varastoinnin . 30 aikana; yhden kuukauden varastoinnin ei voitu todeta aiheuttaneen muutoksia sus- .···, pensiossa.

• • · · • t \**; Keksinnön mukaisen fosfaattisuspensio voidaan valmistaa sekä panos- että jatkuva- *; : toimisena prosesseina.

35

Ensimmäisessä vaiheessa fosforihappo esineutraloidaan 40-65 °C:een lämpötilassa pH-arvoon 3-3,5, edullisimmin noin 50 °C lämpötilassa pH-arvoon 3,1. Lämpötilan kohotessa (esim. yli 60 °C) veden haihtuminen lisääntyy merkittävästi. Läsnä ole- 4 118686 van veden määrällä on suuri vaikutus loppuvaiheessa tapahtuvaan kiteytymiseen. Pitoisuudet ovat aina painoprosentteja ja pH-arvot on mitattu laimennoksesta 1:10, ellei erikseen ole toisin ilmoitettu.

5 Esineutralointivaiheessa liian matala lämpötila (esim. 20 °C) tai liian korkea pH (esim pH 4) saostavat liuoksesta fosfaattisuoloja. Esineutralointi vaatii hyvän sekoituksen ja jäähdytyksen. On pyrittävä välttämään liian kylmiä jäähdytyspintoja (esim. <10 °C), jotta lämmönsiirtoa heikentäviä kerrostumia ei muodostu. Käytännössä esineutralointi on helpointa suorittaa jatkuvatoimisena prosessina, jolloin 10 lisättävät raaka-ainemäärät ovat pieniä suhteessa koko ainemäärään. Työturvallisuuden kannalta se on myös suositeltavaa.

Toisessa vaiheessa lisätään orgaaniset lisäaineet eli emulgointi- ja kiinnitysaineet (öljy, emulgaattori, sokeri) syötteen valmistamiseksi. Ne voidaan lisätä melko no-15 peasti (5-30 min) kiteytysreaktoreiden täytön yhteydessä tai erillisessä pienessä reaktorissa. Ne sekoittuvat helposti esineutraloituun fosforihappoon. Kiteytyksen alkulämpötila laskee muutamalla asteella, jos ne lisätään huoneenlämpöisinä.

Lisättävien orgaanisten lisäaineiden määrään vaikuttavat valmiin suspension stabili- 20 suusvaatimus, öljyn emulgoituvuus ja viskositeetin säätö sokerilla sekä siemenpin- noitukseen liittyvät tekijät; kuten tarttuvuus sokerin avulla ja juoksevuus ja kuivu- : minen öljyn vaikutuksesta. Liian paljon tai liian vähän sokeria, öljyä tai emulgaatto- • · · ria aiheuttaa ongelmia suspension stabilisuudessa tai siemenpinnoituksessa. Edulli- · sesti sokerina käytetään sakkaroosin 67 % vesiliuosta ja öljynä emulgoituvaa 25 valkoöljyä.

• * • · • · ·

Seuraavassa vaiheessa syöte neutraloidaan pH-arvosta 3-3,5 pH-arvoon 5,3-6, edul- lisesti pH-arvoon 5,65 lämpötilan ollessa 40-60 °C, edullisesti noin 50 °C. pH:n ollessa välillä 4,5-5,3 tapahtuu mokokaliumfosfaatin (MKP) ydintymistä, jonka : ·*· 30 määrää säädellään lämpötilan ja pH:n avulla. Hyvä ydintyminen edellyttää saman- * · · .··. aikaista pH:n, konsentraation ja lämpötilan hallintaa. Ydintymiseen ja kiteen kas- ' # vuun vaikutetaan myös lisäaineilla (sokerit, Öljy, fosforihapon metallit) ja niiden • * * *· *· pitoisuuksilla. Liian konsentroitunut liuos voi tässä vaiheessa johtaa viskositeetti-, lämmönsiirtoja sekoitusongelmiin.

··· 35 «···

Viimeisessä vaiheessa kiteytetään haluttu osa fosforista monokaliumfosfaattina (MKP) jäähdyttämällä ydintynyt syöte 50 °C:sta noin 15-20 °C:een lämpötilaan 0,75-3 tunnin aikana. Loppupiste on huoneen lämpötilassa tai vähän sen alle 118686 5 (5-20 °C), jotta kaikki ylikylläisyys saadaan purettua. Riittävän nopealla jäähdytyksellä saadaan syntymään pieniä neulasmaisia kiteitä. Erityisen edullisesti kiteytys tehdään panoksittain nopealla alkujäähdytyksellä 40-60 °C:sta 30 °C:een 0,25-1 5 tunnissa ja hitaalla loppujäähdytyksellä 30 °C:sta 15-20 °C:een 0,5-2 tunnissa. Tällä jäähdytysprofiililla voidaan tarkasti säätää ydintymisen ja kiteen kasvun tasapaino, sekä purkaa liuoksen ylikylläisyys.

Lopputuotteena on homogeeninen fosfaattisuspensio, johon on suspendoitunut n. 10 10-20 % neulasmaisia MKP-kiteitä, joiden leveys on < 30 pm, edullisesti < 25 pm ja joilla leveyden suhde pituuteen on <0,4, edullisesti < 0,25. Suspension viskositeetti vaihtelee lämpötilan (5-30 °C) mukaan välillä 300-2000 cP. Tyypillinen arvo huoneenlämpötilassa on noin 500-1000 cP. Lopputuotteen pH on hieman alhaisempi (esim. pH 5,5-5,6) kuin heti neutraloinnin jälkeen mitattuna (esim. pH 5,6-5,7). 15

Kun KOH/NaOH-moolisuhde on 1, fosfaattisuspensio sisältää edullisesti noin 10 % orgaanista ainetta (6 % sakkaroosia, 4 % emulgoitua öljyä) ja noin 60 % fosfaat-tisuoloja, kidevedet mukaanlaskettiuna. Näistä suoloista Na-fosfaatti on 20 °C:ssa kokonaan liuenneena ja K-fosfaatista liuenneena on noin 6-8 %. Fosfaattisuspensi-20 ossa, jonka kokonaisfosforipitoisuus (P) on 10-14 %, neulasmaista monokaliumfosfaattia on noin 10-25 %. Moolisuhteen KOH/NaOH vaihdellessa 0,5-1,2 monoka- . . liumfosfaatin määrä vaihtelee vastaavasti välillä 5-30 %.

• · · • · • · • φ m ***** Valmiin tuotteen stabilisuuteen vaikuttavat, paitsi orgaaniset lisä-aineet (sokeri, : ’*· 25 Öljy, emulgointi-aine), myös kiintoaineiden partikkelikoko. Isot kiteet laskeutuvat, t«» kun tiheysero kiteiden ja liuoksen välillä on suuri ja nesteen viskositeetti on alhai->(*:* nen. Keksinnön mukaisen fosfaattisuspension siemenpinnoituksessa tai muuten Γ": suspensiota voimakkaasti sekoitettaessa neulasmaiset kiteet ovat herkkiä katkeile maan. Pinnoitettujen siementen mikroskooppikuvissa ei enää nähdä pitkiä neulasia. 30 • · · ,···. Seuraavassa kuvataan keksinnön mukaista valmistusmenetelmää esimerkein, kui- • · • I * tenkaan rajaamatta keksintöä esitettyihin esimerkkeihin.

• * · • · · • » *"" Esimerkki 1 35 ti* -7

Valmistettiin fosfaattisuspensiota pilotmittakaavaisessa panosprosessissa käyttäen • fosforihapon esineutralointiin emäsliuosta, jossa moolisuhde KOH/NaOH oli 1.

6 118686

Emäsliuoksessa oli 21,7 % K ja 12,6 % Na. Fosforihappona käytettiin tässä, samoin kuin myös myöhemmissä esimerkeissä Siilinjärven defluorinoitua ja desulfatoitua fosforihappoa, jonka fosforipitoisuus oli 57,7 % P205:na laskettuna.

5

Suoritettiin saija kokeita, joissa tutkittiin koeolosuhteiden, lähinnä pH:n, viipymän ja lämpötilan vaikutusta valmiin fosfaattisuspension ominaisuuksiin. Kukin valmistus tapahtui selitysosassa kuvatulla tavoin ja tarkemmat koeolosuhteet sekä saadut tulokset käyvät ilmi taulukosta 1.

10

Taulukko 1. Fosfaattisuspension pilotvalmistuksen olosuhteita ja tuloksia_

Kiteytyskoe nro__1__2__3__4__5__6__7_ ESINEUTRALOINTI________

Esineutralointi, pH__3,1 3,2 3,1 3,5 3,3 3,1 3,1

Esineutralointiviipymä, h__1__1,9 1,9 1__0,85 1__1_

Esineutralointi, °C__52 64 62 50 52 51 50_

Puskurisäiliö, °C__45 53 53 47 48 47 44 ORGAANISTEN LISÄAINEIDEN LISÄYS JA NEUTRALOINTI/ YDINTÄMINEN________ .\j Lisäainelisäyksen jälkeen, °C__-__-__38 35 - 30 35 .···. Neutraloinnin jälkeen, °C 40 49 47 52 54 46 50 • · "" ' ’ —11 ——— I - .1” Neutralointiaika, min__19 16 16 32 17 14 17 \..g Neutraloinnin loppu-pH__5,71 5,77 5,66 5,72 5,65 5,67 5,67 kiteytys l*t * ~ “*~ ' — I " —" I .1 — ,,,-1 . -- ^11 —

Panoskoko, kg__126 140 141 157 155 132 143 *···* Alkukiteytysaika (-->30 °C), h 0,4 1,5 0,4 0,8 1,9 0,5 0,7

Loppukiteytysaika, h__0,8 1,7 0,7 0,7 1,4 0,9 1,2 \i.: Kokonaiskiteytysaika, h 1,2 3,2 1,1 1,5 3,3 1.4 1.9 ··· " - * ' ~ ' " I· > .--.,1 *

Kiteytyksen loppulämpötila °C 15 20 20 20 16 15 15

.·! : LOPPUTUOTEANALYYSIT

• ·· I .1.» ' ---—— - .... -

Lopputuotteen P- %__11,9 12,8 12,9 12,3 12,7 12,5 12,6 •4 Lopputuotteen K- %__7,8 8,3 8,3 8,0 8,1 8,1 8,3

Lopputuotteen pH__5,6 5,5 5,5 5,6 5,5 5,5 5,5 *i**: Lopputuotteen viskositeetti, cP 330 930 750 820 600 550 450 MKP-kideleveys, pm__<20 <15 <5 <10 <10 <30 <20 118686 __ 7 M KP kiteiden leveys/pituus__<0,25 <0,25 <0,25 <0,25 <0,25 <0,25 <0,25

Lopputuotteen 0,7 0 0 0 0,2 1 0,3 laskeutuminen / Id, %________ TUOTETESTAUS OHRALLA________

Irtoaminen siemenen pinnasta, % , „ -0---1,5-(100 %:sta)_ |

Esimerkki 2.

5 Vastaavilla raaka-aineilla kuin edellisessä esimerkissä valmistettiin jatkuvatoimisella esineutraloinnilla 4 litran reaktorissa (Rel) ja lisäaineiden lisäyksellä 0,5 litran reaktorissa (Re2) liuosta jota neutraloitiin ja kiteytettiin n, 10 litran kiteyttimessä (Re3). Syötöt reaktoriin 1 olivat 5,34 kg/h fosforihappoa ja 3,27 kg/h lipeäliuosta. ja syötöt reaktoriin 2 olivat 0,92 kg/h 67 % sakkaroosiliuosta ja 0,40 kg/h emulgoitua 10 öljyä.

Kiteytystä varten kerättiin syötettä 1,84 tuntia (18,3 kg). Toisessa neutralointivai-heessa lisättiin 1,39 kg lipeäliuosta 20 minuutin aikana samalla jäähdyttäen jolloin pH nousi arvosta 3,1 arvoon 5,65 ja lämpötila 44 °C:sta 48 °C:een. Suspensio ki-15 teytettiin 47 minuutissa loppulämpötilaan 15 °C, jolloin viskositeetti oli 600 cP. . . Yhden vuorokauden jälkeen suspensio oli laskeutunut 0,3 %. Lopputuote sisälsi 12,5 % P, 8,0 % K, 4,8 % Na ja sen pH oli 5,5.

• · • * ··· ·· : *·* Esimerkki 3.

O 20 "|i' Fosfaattisuspensiota valmistettiin kokonaan jatkuvatoimisesti käyttäen lipeäliuosta jossa moolisuhde KOH/NaOH oli 0,5. Se valmistettiin liuottamalla 2,31 kg KOH, 3,31 kg NaOH 5 kgraan vettä. Käytössä oli 4 litran esineutralointireaktori (Rel), . .·. josta ylivuoto 0,5 litran lisäainereaktoriin (Re2) ja edelleen ylivuotona 2 litran ki- ,···. 25 teytysreaktoriin (Re3).

• · ··· '· • · ·.**: Syötöt olivat 3,33 kg/h fosforihappoa ja 2,08 kg/h emäsliuosta reaktoriin Rel, 0,56 kg/h 67 % sokeriliuosta ja 0,23 kg/h emulgoitua öljyä reaktoriin Re2 sekä 0,54 kg/h emäsliuosta reaktoriin Re3.

• Ml _ _ 30 • * 8 118686 Lämpötila pidettiin 24-25 °C:na reaktoreissa Rel ja Re2 sekä 20-21 °C:na reaktorissa Re3. Viipymät reaktoreissa olivat n. 1 tunti reaktorissa Rel, noin 10 min reaktorissa Re2 ja noin 0,5 tuntia reaktorissa Re3. pH oli 3,7-4 reaktorissa Rel ja 5,7 5 reaktorissa Re3.

Mitattuna vuorokausi valmistuksen jälkeen fosfaattisuspension viskositeetti oli 700-1000 cP. Stabilisuustestissä tuote ei erottunut. Siemenpinnoitustulos oli vain välttävä, koska siementen pinta jäi tahmeaksi.

10

Esimerkki 4

Emässeoksen moolisuhteen varmistamiseksi tehtiin kaksi koesarjaa. Laboratorio-mittakaavaisissa 200 g panoskiteytyksissä havaittiin, että KOH/NaOH-suhde vai-15 kuttaa fosfaattisuspension viskositeettiin, tarttuvuuteen ja P-pitoisuuteen. Ominaisuudet määritettiin viikon kylmäsäilytyksen (5 °C) jälkeen, ensin sekoittaen. Näissä alustavissa kokeissa (pH 5,7) havaittiin moolisuhde KOH/NaOH =1 edullisimmaksi. Tulokset taulukossa 2.

20 Taulukko 2. KOH/NaOH-suhteen vaikutus viskositeettiin kiteytymiseen kylmäsäi- lytyksessä__—,_ t.t . KOH/NaOH Kiteytyminen kylmäsäiiy- Viskositeetti (5 °C), moolisuhde__tyksessä__cP_ ];··* 0,5__kyllä__-_ _0J__kyllä_ - _ _L0__ei__200_ ..li* 1,1 __ei_^000_ (kokonaan KOH)__kyllä__11500_ : Jatkuvatoimisessa kiteytyksenä moolisuhdetta KOH/NaOH =1 ei kuitenkaan voitu ·*'*: käyttää liiallisen ydintymisen vuoksi. Alemmalla moolisuhteella jatkuvatoimista

IM

y . 25 kiteytystä voitiin käyttää, mutta siementen pinnoitukseen tuotteet eivät olleet hyviä, '· '· koska kiteet kasvoivat liian suuriksi. Parhaaksi tavaksi valmistaa suspensiota osoit- *t * tautui panoskiteytys moolisuhteella KOH/NaOH 0,8-1,0. Viskositeettiin vaikutti • j* kiteytystavan lisäksi myös pH. Suspensio jäykistyi vähitellen, kun pH laski ja oheni, • · · · · kun pH nousi. Nämä tulokset esitetään taulukossa 3.

30 9 118686

Taulukko 3. KOH/NaOH moolisuhteen ja kiteytystavan vaikutus_ KOH / Tuotteen

NaOH Suspension viskositeet- Siementen moolisuh- laskeutumi- ti pinnoitus-

Kiteytystäpä de__pH nen2vrk,% cP(20°C) tulos_

Jatkuva__0,50__5,70 0,7_ 880__Välttävä

Jatkuva__0,50__5,72 0,7__760__Välttävä

Panos__0,50__5,48 0__1200__Välttävä

Panos__0,50__5,40 0__1800__Välttävä

Jatkuva__0,67__5,72 2,7__1100__Tyydyttävä

Jatkuva__0,67__5,74 3,7__360__Tyydyttävä

Panos__0J5__5,53 0,2__1100__Erinomainen

Panos__0j8__5,58 0,3__1500__Erinomainen

Panos__0j9__5,64 0,3__1150__Erinomainen

Panos__0j9__5,55 0__1330__Erinomainen

Panos_ 1,0__5,60 0,3__2100__Erinomainen

Panos__M)__5,70 0,7__1500__Erinomainen

Esimerkki 5 5 Tutkittiin pH:n vaikutusta fosfaattisuspension ominaisuuksiin 200g panoskiteytyk- :*·.· sillä käyttäen emästä, jossa moolisuhde KOH/NaOH oli 1. Havaittiin että pH:ssa • · 3,45 ja pH 5,71 saatiin fysikaalisesti samanarvoisia tuotteita. Tässä koesaijassa ^ suspensiot olivat liian jäykkiä alueella pH 4-pH 5,5. Siementen pinnoituksissa hap- ['·«' pamampi suspensio oli tahmeampi ja kuivui huonommin. Lisäksi se aiheutti herkki- • « 10 en siementen, kuten vehnän, itämisen alenemisen. Neutraali suspensio (pH 5,71) ·;;! kuivui hyvin ja ylläpiti hyvän siementen itämisen. Taulukkoon 4 on koottu kokeen » · ***** tulokset.

• · · • ♦ · ··· ««· 15 • · • · · • ·· • · » * ··· ·♦·· ·:··: 20 ίο 118686

Taulukko 4. pH:n vaikutus fosfaattisuspension ominaisuuksiin _ OH/P, mol/mol 0,91 0,95 1__1,05 1,1 1,15 1,20 1,25 suspension pH (10%)__3,45 3,93 4,67 5,21 5,5 5,71 5,86 6,01 viskositeetti (2vrk, 5 °C), cP <1000 <10000 >10000 >10000 <10000 <1000 <500 <500 suspension stabi-lisuus (2vrk) laskeutumis-% 1 0 0 0 0 1 10 5

Siementen pinnoitteen kuivumi- Tah- nen mea Kuiva

Ohran itäminen Säilyi - Säilyi -

Vehnän itäminen Aleni - -_[j;_[j_ Säilyi - -

Esimerkki 6.

5

Lisäaineiden sopiva määrä optimoitiin erilaisilla kokeilla. Perinteinen kaksikompo-nenttipinnoitus (kiinnike + MKP-jauhepainosuhteessa 1:1) tuo yhteenlasketusta lisäysmäärästä n 6,25 % öljyä ja 11 % sakkaroosia. Uudessa fosfaattisuspensiossa | saadaan paras tulos noin puolella tästä määrästä.

10 a a

Kokeessa, jossa pinnoitettiin rypsiä muuten tyypillisellä reseptillä (pH 5,65, moo-lisuhde KOH/NaOH=l, n.12,5 % P ), mutta erilaisilla lisäainekoostumuksilla, todet- • · *···* tiin että liian pieni öljyn suhde sakkaroosiin aiheuttaa varastointiongelmia (Koe C).

**!: Valuminen suppilossa huononee myös kun sokeria lisätään. Tulokset ovat taulukos- 15 sa5.

• * · • · Φ ·*· • •a • a • ♦ • •a • * a a a a aa· · - * : 20 a a a·· aa·· • · 118686 π

Taulukko 5. Orgaanisen lisäainekoostumuksen vaikutus pinnoitettuihin siemeniin

__Koe A Koe B Koe C Koe D

emulgoitua öljyä, %__3,87 7,74 3,87 7,74 sakkaroosia, %__5^9__5^9__11,8 11,8 öljy/sokeri (w/w)__0,66__1^31__0,33 0,66

Tarve koputukseen valumisen alkamiseksi suppilossa mitattuna heti siemen- pinnoituksen jälkeen__ei__ei__kyllä kyllä

Valumisaika suppilossa heti siemenpin- noituksen jälkeen, s /400 g__46__47__59__56 1 viikko varastointi suljetussa pussissa, % kovettumia__0__3__50__15 1 viikko suljetussa pussissa, valumisaika suppilossa kovettumien murtamisen jälkeen, s/ 400 g__33__34__35__36

Toisessa koesaijassa etsittiin tyypillisen fosfaattisuspension (moolisuhteella 5 KOH/NaOH=l pH 5,7) lisäaineiden vaikutusta stabilisuuteen ja pinnoitustulokseen. Sekä lisäaineiden määrä, että niiden suhde vaikuttaa erottumiseen ja tahmeuteen siementen pinnoituksessa. Nähdään että jo pienellä öljymäärällä (1,5 %) saadaan tahmeutta vähennetty. Tulokset taulukossa 6 on esitetty tulokset • · ··· • · ··. 10 Taulukko 6. Lisäaineiden vaikutus suspension stabilisuuteen ja pinnoitettujen sie- • · · menten laatuun.

• · - I -----1 -- --_ • * "j emulgoitu sokeria öljy/ suspension stabi- siementen pinnoitus ·;;* P, % öljy % %__sokeri lisuus__fysikaalinen laatu *···* 11,5 3,15__5^53__0,57 ei erottumista__ei tahmea_ hyvin vähän vettä hieman tahmea 13,2 1,72 3,5 0,49 ja öljyä erottunut ·*.,,·* vähän vettä ja hieman tahmea .·! : 12,2 1,52__9,26 0,16 öljyä erottunut__ 11,9 0 5,71 0 ei erottumista hyvin tahmea • · 1—— " ·*« ··*· * • ·

Claims

118686

1. Menetelmä fosfaattisuspension valmistamiseksi fosforihaposta, emäksestä ja 5 orgaanisista lisäaineista, tunnettu siitä, että fosforihappo esineutraloidaan emäksellä, joka on kaliumhydroksidin ja natriumhydroksidin seosta, lisätään orgaaniset lisäaineet, säädetään ydintyminen ja jäähdytyskiteytetään.

2. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa emäksenä lisätään kaliumhydroksidin 10 ja natriumhydroksidin seosta moolisuhteessa KOH/NaOH =0,5-1,2.

3. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa fosforihappona käytetään lannoitelaa-tuista fosforihappoa (54-62 % P2O5).

4. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa lisätään orgaanisina lisäaineina emul- goituvaa öljyä 1,5-8 % sekä sokeria 1,5-10 % valmiin fosfaattisuspension kokonaismäärästä.

5. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa fosforihapon esineutralointi pH-20 arvoon 3-3,5 suoritetaan 40-65 °C:n lämpötilassa. ;\J

6. Vaatimuksen 1 ja 5 mukainen menetelmä, jossa emulgoituva öljyjä sokeri lisä- .···! tään esineutraloituun fosforihappoon sekoittaen 5-30 minuuttia 30-60 °C:n lämpöti- • · ··" lassa. • ·· 25 • · ‘••f

7. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa ydintäminen suoritetaan orgaanisten ·*· •“j lisäaineiden läsnäollessa neutraloimalla jo esineutraloitu fosforihappo emäksellä pH-arvoon 5,3-6 lämpötilassa 40-60 °C. :V: 30

8. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa suspensio muodostetaan jäähdytyski- teyttämällä ydinnetty liuos lämpötilaan 5-25 °C viipymän ollessa 0,5-3 tuntia.

9. Vaatimuksen 1 menetelmän mukaisesti valmistettu fosfaattisuspensio, joka sisäl-*·;·* tää fosforia 10-14 % (P) ja jonka pH on 5,3-6 ja viskositeetti 300-2000 cP lämpöti- ·:··: 35 lassa 20 °C. • ♦ « 118686

10. Vaatimuksen 1 menetelmän mukaisesti valmistettu fosfaattisuspensio, joka sisältää 5-30 % neulasmaisia monokaliumfosfaattikiteitä, joilla neulasten leveys on < 30 pm ja leveyden suhde pituuteen on < 0,4. 5

11. Vaatimuksen 1 menetelmän mukaisesti valmistetun fosfaattisuspension käyttö siementen pinnoittamiseen.

12. Vaatimuksen 3 mukainen menetelmä, jossa fosforihappona käytetään lannoite-10 laatuista fosforihappoa (55-60 % P205), jossa on fluoria <0,2 % ja sulfaattia <1 %.

13. Vaatimuksen 4 mukainen menetelmä, jossa öljynä käytetään emulgoituvaa valkoöljyä ja sokerina sakkaroosia ja jossa painosuhde öljy/sokeri=0,3-l.

14. Vaatimuksen 5 mukainen menetelmä, jossa esineutralointi pH-arvoon 3,1 suori tetaan jatkuvatoimisena prosessina 0,5-2 tunnin viipymällä.

15. Vaatimuksen 7 mukainen menetelmä, jossa ydintäminen pH-arvoon 5,5-5,8 suoritetaan 10-30 minuutin viipymällä. 20

16. Vaatimuksen 8 mukainen menetelmä, jossa fosfaattisuspensio muodostetaan : jäähdytyskiteyttämällä ydinnetty liuos 40-60 °C:sta lämpötilaan 15-20 °C viipymäl- .···] lä 0,75-3 tuntia. • · *♦· ·· • ·

17. Vaatimuksen 16 mukainen menetelmä, jossa kiteytys suoritetaan panoksittain *···1 nopealla alkujäähdytyksellä 40-60 °C:sta 30 °C:een 0,25-1 tunnissa ja hitaalla lop- ··!:1 pujäähdytyksellä 30 °C:sta 15-20 °C:een 0,5-2 tunnissa. • · · • · * · • » · • · • · « » · · * · • · · • ♦ • · *·· · • · · • # • • · · • m · 118686