FI59385B - Foerfarande foer foerbaettring av vaetbarheten av torv - Google Patents

Description

r., KUULUTUSJULKAISU c Q 1 0 C

jfipA W <11> UTLÄGGNINGSSKRIFT 593 8 5 5¾¾¾ (45) Pr t ?* * I i -11 y 1 0 03 Ϊ ? 31 ^ ' (51) Kv.lk.3/lrt.a.3 C 05 F 11/04 SUOH I —FINLAND (21) hmaMmm — PmmmtaimiH 763595 (22) HakwnlipUvl—AMttknlngi4ag 14.12.76 (23) AlkapUrt— GlMghmdag 14. 12.76 (41) T»IHit (ulklMk·) — BIKrit offamllg 03.06.78

Patentti·]· rekisterihallitut (44) Nlhttvtksipanon fa kwLfylkalwn p*m. —

Patent- och registerstyrelsen ' AmMcm uUagd och «ti.*krtft·*» ruMmrad 30.04.81 (32)(33)(31) Pyydetty scuoMim» 8>|*rd prlorltM 02.12.76

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) P 265^557-3 (71) Torfstreuverband Gesellschaft mit beschränkter Haftung, Bloherfelder Str. 39, D-2900 Oldenburg, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Richard Reeker, Oldenburg, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7*0 Berggren Oy Ab (54) Menetelmä turpeen kostumiskyvyn parantamiseksi - Förfarande för förbätt-ring av vätbarheten av torv

Keksintö tarkoittaa menetelmää turpeen käsittelemiseksi sen kostumis-kykyyn vaikuttamiseksi tensidejä käyttämällä.

Turve toimitetaan useimmiten kuljetuskustannusten vähentämiseksi paaleina, joiden kosteuspitoisuus on 50 %:n paikkeilla. Se tuntuu silloin täysin kuivalta ja imee itseensä sangen vähän vettä. Tämä on haittana varsinkin puutarhurien käyttämille turveviljelyssubstraa-teille, koska ne on käyttöä varten miltei täydellisesti kyllästettävä vedellä. Tämä voidaan suorittaa vain lisäämällä huomattavasti työtä. Jotta turpeen maata parantavaa vaikutusta voitaisiin käyttää hyväksi, turpeen täytyy kuitenkin olla kosteaa kauttaaltaan. Sen takia kuivan turpeen kostumiskyvyn parantamisen merkitys ulottuu paljon laajemmalle kuin turveviljelyssubstraattien puitteisiin. Kostumiskyvyn parantuminen on tosin erityisen tärkeä turveviljelyssubstraateille, koska useimmat muut teolliset maalajit kostuvat helpommin, mikä rajoittaa turveviljelyssubstraattien käyttömahdollisuuksia.

2 59385

Sen takia on yritetty murtaa turpeen veden absorptiota kohtaan osoittamaa vastustusta lisäämällä tensidejä (kostutusaineita). Näin käsitellyt turpeet kostuvatkin useimmiten tensidien lisääämisen jälkeen tyydyttävällä tavalla, mikäli niitä käytetään heti. Mutta paalitettu-jen turpeiden ja paaleina toimitettujen turveviljelyssubstraattien, samoin kuin muiden turvetuotteiden valmistuksesta saattaa useimmiten kulua useita kuukausia, usein jopa kokonainen vuosi niiden kuluttajalle toimittamiseen. Mutta tensidejä lisäämällä aikaansaatu kostu-miskyvyn parannus häviää muutamissa viikoissa. Tensidimäärää korottamalla saadaan tosin asteittainen parannus, mutta on havaittavissa taipumusta vaikutuksen alenemiseen aina täydelliseen merkityksettömyyteen saakka, kuten kuvio 1 osoittaa. Tosin anionisesti vaikuttavat tensidit sopivat paremmin kuin ei-ionogeeniset tensidit. Mutta anionisesti vaikuttavat tensidit vahingoittavat olennaisesti enemmän kasveja.

Erään perustan löytämiseksi tämän vaikean ongelman ratkaisumahdollisuudelle tutkittiin kaikki sähköiset varaussuunnat käsittävien 28 tensidin vaikutusta turpeen kostumiskyvyn parantumiseen nähden. Kävi ilmi, että vain 3 tensidiä, jotka kaikki olivat anionisesti vaikuttavasta ryhmästä, pystyi säilyttämään turpeessa, johon sitä oli sekoitettu, pitkäaikaisen varastoinnin jälkeen vielä käytännössä tarvittavan kostumiskyvyn. Jäljellä olevien 24 tensidin kostumisajät olivat jo 1 kuukauden kestävän varastoinnin jälkeen käytettässä 1 g:n tensi-dimäärää/litraan turvetta ei-ionogeenisten tensidien kohdalla 800 ja 10 000 sekunnin ja anioniaktiivisten kohdalla 300 ja 700 sekunnin välillä. Ne eivät siis tule kysymykseen erillisaineina turpeen kos-tutuskysymyksen ratkaisussa.

Kostumisvaikutusta tutkittiin asettamalla kutakin turve/tensidisekoi-tösta 20 ml vedenpinnalle ja mittaamalla aika sen vedenpinnan alle painumiseen saakka. Kaikki seuraavassa ilmoitetut kostumisajät saatiin selville tällä menetelmällä. Silloin on toimivalle puutarhurille käyttökelpoinen kostumiskyky olemassa, kun turve/tensidisekoitus pitempiaikaisen varastoinnin (1/2 vuotta) jälkeen vielä painuu vedenpinnan alle 100 sekunnissa. Puolen vuoden jälkeen ei enää ole odotettavissa mitään kostumisvaikutuksen huonontumista. Tällainen turve imee halukkaasti itseensä puutarhurin ruiskukannusta tai suihkutti-mella varustetusta letkusta antamaa vettä. Tällaista turvetta käsiteltäessä puutarhurin ei tarvitse ottaa huomioon ajan hukkaa turvetta tai turveviljelyssubstraatteja kostutettaessa.

3 59385

Kuten edellä jo mainittiin löydettiin 4 tensidiä, jotka 1. aikaansaivat turpeen riittävän nopean kostumisen ja 2. eivät osoittaneet mitään oleellista vaikutuksen alenemista pitempiaikaisen varastoinnin jälkeen.

Näitä tensidejä, kukin kymmenpotensseihin jaettuna, lisättiin 0,001 g:n painomäärinä aina 10 g s an saakka kutakin turvelitraa kohden, ja kostumisajän muutos pitempiaikaisen varastoinnin jälkeen saatiin selville jatkuvilla mittauksilla. Mitään vaikutuksen alenemista ei voitu havaita näiden 3 tensidin kohdalla. Kolmikuukautisen varastoimis-ajan jälkeen vahvistettiin seuraavassa taulukossa ilmoitetut kostu-misajat sekunneissa, jolloin ei ilmoitettu alle 0,1 g:n tensidiä turvelitraa kohden olevia konsentraatioita, koska ne kostumisajan pituuden tähden ovat täysin vailla mielenkiintoa.

Aine Kostumisaika sekunneissa g tensidiä/1 turvetta 0,1 1,0 10,0

Na-di-iso-oktyylisulfosukkinaatti > 700 23 2

Sekundaarinen Na-n-alkaanisulfaatti > 7000 34 22

Dodekyylibentseenisulfonihappo > 2000 110 5

Sata sekuntia alittavat kostumisajät, alkaen 1,0 g/1 turvetta suuruisesta tensidiannoksesta ja sitä suurempi, riittävät aikaansaamaan huomattavan kostumisvaikutuksen pitemmäksikin ajaksi. Kostumislukujen loputtua ajallisesti ei ole odotettavissa tätä alittavallakaan annoksella vaikutuksen alentumista, ei edes pitempiaikaisen varastoinnin jälkeen. Jos tämä tensidimäärä alitetaan, niin näillä aineilla aikaansaadaan nopeasti äärimmäisen pitkiä kostumisaikoja, kuten jo arvot 0,1 g tensidiä/1 turvetta kohdalla osoittavat.

Seuraavassa taulukossa on ilmoitettu 8 salaatintaimen tuorepainot (neljästi toistetusta kokeesta), jotka kasvatettiin kukin turve/ten-sidisekoituksissa.

4 59385

Aika g tuorepaino (8 salaatlntainta) g tensldlä/1 turvetta_ 0,001 0,01 0,1 1,0 10,0

Na-di-iso-oktyylisulfosukkinaatti 57 59 62 25 0

Sekundaarinen Na-n-alkaanisulfaatti5* 38 57 55 40 5

Dodekyylibentseenisulfonihappo 46 64 48 26 0

Keskituotto 47 58 55 25 1

XX

Tarkistetut arvot 60 %:ssa vaikuttavan aineen konsentraatiossa.

Annoksen ollessa 1,0 g tensidiä/1 turvetta mainituissa tensideissä esiintyy jo huomattavia kasvudepressioita.

Edellä luvuilla ilmaistujen kostumiskokeiden tulokset on graafisesti tulkittu kuviossa 2. Jos 100 sekunnin kostumisaika edellytetään rajaksi, jota mikäli mahdollista ei pitäisi alittaa, voidaan määrätä tensidimäärä, jota ei tulisi alittaa. Se sijaitsee uudestaan kuviossa 2 ilmoitetun suurivaikutteisen tensidin 600 mg:n kohdalla/1 turvetta. Tätä määrää olennaisesti alitettaessa ei enää saavuteta kulloisenkin turve/tensidisekoituksen riittävää kostumista.

Kuviossa 3 on samalla tavalla ilmoitettu salaatin selville saadut tuorepainot. Tällöinkin voidaan vahvistaa raja-arvo, joka on 60 mg ilmoitettua tensidiä/1 turvetta. Tätä tensidimäärää ylitettäessä esiintyy nopeasti voimistuvia taimen kasvuhaittoja.

Tämä grafiikka osoittaa sitä paitsi, että jokaisella näistä tensi-deistä on tuotto-optimi, joka tensidistä riippuen on noin 0,005 ja 0,05 g välillä tensidiä/1 turvetta kohden. Lähtökohtana voidaan pitää, että annoksen ollessa 0,001 g tensidiä/1 turvetta, ei tensidi enää vaikuta mitenkään taimen kasvuun, siis tällä annoksella kasvin tuotto vastaa ilman tensidiä olevan turpeen aikaansaamaa. Tässä tutkimus-paikassa aikaansaatiin selvä tuotonlisäys tensidiannoksella 0,01 g/1 turvetta. Toisista paikoista tiedoitettiin samanlaisista tuoton parannuksista tensidiannosten avulla.

St

Kuvioiden 2 ja 3 mukaan on kutakin turvelitraa kohden ilmoitetun ten-sidimäärän 60 mg:n ja 600 mg:n välillä alue, jossa kasvivaurioita 5 59385 esiintyy alempaa arvoa ylitettäessä, eikä ylempää arvoa alitettaessa enää seuraa turvetensidisekoituksen riittävää kostumista pitempiaikaisen varastoinnin jälkeen.

Keksinnön perustana on tavoite käsitellä turvetta siten, että sitä kuivassa tilassa voidaan helposti ja nopeasti kostuttaa kestävästi ilman, että turpeen hyvä vaikutus taimen kasvuun saa haittoja.

Oli hyvin vaikeata löytää ratkaisua ensi silmäyksellä ratkaisemattomaan ongelmaan, nimittäin sellaisen tensidin etsimiseen, joka 600 mg:n määrinä/1 turvetta kohden ei aiheuta mitään kasvivaurioita tai sellaisen tensidin löytämiseen, jonka 60 mg:n määrä/1 turvetta kohden pitempiaikaisen varastoinnin jälkeen vielä varmistaa riittävän kostumisen. Lisäksi on lähdettävä siitä, että mitään muuta tähän tarkoitukseen tehokkaampia tensidejä ei tunneta kuin seuraavat vielä kerran esitetyt 3 suuritehoista, anioniseen ryhmään kuuluvaa tensidiä: 1. Na-di-iso-oktyylisulfosukkinaatti 2. Sekundaarinen Na-n-alkaanisulfaatti 3. Dodekyylibentseenisulfonihappo Näitä tensidejä tullaan seuraavassa nimittämään vielä vain tst-tensideiksi (turve;suurtehoiset tensidit) vaikka nekin näyttävät olevan sopimattomia turpeen kostumisen parantamiseen, koska nekään eivät toisaalta määrinä alle 600 mg/1 turvetta kohden aikaansaa turpeessa riittävää kostumiskykyä, toisaalta yli 60 mg/1 turvetta kohden aiheuttaa kasvivaurioita.

Tätä ongelmaa edelleen tutkisteltaessa osoittautui yllättäen, että keksinnön mukainen tehtävä on ratkaistavissa siten, että turpeeseen lisätään vähintään kahta edellä mainituista tensideistä Na-di-iso-oktyylisulf osukkinaatti , sekundaarinen Na-n-alkaanisulfaatti ja dodekyylibentseenisulfinihappo.

Mikäli yllämainittuja tst-tensidejä lisätään yhdistettyinä, siis 2 tai kaikki 3 yhdessä, niin kostumisvaikutus nousee yhdistetyn tehon yläpuolelle.

59385

Tensidejä yhdistettyinä lisättäessä, niin kasveja vahingoittava raja saavutetaan vasta korkeampien tensidiannosten kohdalla. Yksittäisten tensidien vahinkoja aiheuttava syy näyttää vaikuttavan toisistaan riippumatta, joten raja 60 mg/1 turvetta on pysytettävä vain yksittäisten tensidien kohdalla; 2 annettaessa tämä arvo nousee 120 mg:an, 3 = 180 mg/1 turvetta.

Turve/tensidiyhdistelmän kostumiskyvyn parantuminen, joka yhdistelmä muodostettiin yllämainituista tst-tensideistä ja pienempi-tehoisista tensideistä, osoittaa seuraavia lukuja:

Turveviljelyssubstraatti- Määrä Kostumisaika sekunneissa sekoitus seuraavista mg:na/l 3-kuukautisen varastoin- tensideistä turvetta nin jälkeen

Na-di-iso-oktyylisulfosukki- 50 2100 naatti

Sekundaarinen Na-n-alkaani- 250 8640 sulfaatti

Aineet yhdistelmänä 300 18 Tässä esimerkissä lisättiin kahteen anioniseen tst-tensidiin, nimittäin Na-di-iso-oktyylisulfosukkinaattiin ja sekundaariseen Na-n-alkaanisulfaattiin käytännössä tarpeen kostumiselle tehoton ten-sidi, nimittäin anionisesti vaikuttava Na-lauryylialkoholieetteri-sulfaatti yksittäisenä ja yhdistelmänä. Yksittäisannoksissa käytetyt määrät eivät käytännön olosuhteissa osoita minkäänlaista parannusta turve/tensidisekoituksen kostumiskyvyssä. Vasta kaikkien kolmen aineen yhdistelmä osoittaa erittäin hyvää kostumiskykyä vielä kolmikuukautisen varastoinnin jälkeen. Suuresta tensidi-annoksesta huolimatta ei ollut havaittavissa mitään vahinkoja tuloksessa. Päinvastoin tässä tapauksessa tensidiannos aiheutti huomattavan tuoton nousun, kuten seuraavat luvut osoittavat:

Turveviljelyssubstraatti Kunkin 8 salaatintai- Prosentti men tuorepaino

Edellisen taulukon mukainen 22,9 137 % tensidimäärä ILMAN tensidiä 16,7 100 % 7 59385

Tutkimustulosten mukaan näkyy selvästi alue, jolla taataan sekä riittävä kostuminen että kasvien täydellinen sopeutuvaisuus vain mikäli vähintäin kaksi mainituista tst-tensideistä sekoitetaan turpeeseen. Tämä alue voidaan määritellä ylemmän ja alemman raja-arvon avulla. Edellyttäen, että turpeen kuiva-ainepainot tilavuusyksikköä kohden usein ovat sangen erilaisia - syyt saattavat olla maatumisasteessa mutta myös huonosti määriteltävissä olevassa tärypainossa - on tarkoituksenmukaista ilmoittaa tiedot myös painoprosentteina. Koska näissä kokeissa poikkeuksetta käytettiin noin 50 g turvekuiva-ainetta käsittävää turvetta kutakin litraa kohden, voitiin helposti laskea painoprosentit turvekuiva-ainötta kohden. Näillä edellytyksillä saadaan sitten seuraavat alemmat ja ylemmät raja-arvot:

Yhdistelmille, jotka käsittävät:

Na-di-iso-oktyylisulfosukkinaatti ja/tai sekundaarinen Na-n-alkaanisulfaatti ja/tai dodekvylibentseenisulfonihappo saadaan keksinnön mukaan varjeltavalle alueelle seuraavat alemmat ja ylemmät raja-arvot: a) alempi raja-arvo 60 mg tst-tensidiä/1 turvetta tai 0,12 paino-% tst-tensidiä kuiva-aineesta laskettuna, jolloin on samantekevää missä suhteessa tst-tensidit yhdistetään, b) ylempi raja-arvo 600 mg tst-tensidiä/1 turvetta tai 1,2 paino-% tst-tensidiä kuiva-aineesta laskettuna, jolloin taas on samantekevää, missä suhteessa tensidit yhdistetään.

Seuraavassa annetaan vielä eräs esimerkki turve/tensidisekoituksen koostumuksesta keksinnön mukaisten vaatimusten perustaksi: Vähän maatuneeseen kohosuoturpeeseen DIN 11542 mukaan, jonka turve- 3 kuiva-aine on 50 kg/m ja kosteuspitoisuus 45 %, lisätään paitsi turveviljelyssubstraatille välttämättömiä lannoitemääriä, seuraavat tens idimäärät: 40 g natriumdi-iso-oktyylisulfosukkinaattia 60 g sekundaarista Na-n-alkaanisulfaattia

Tensidit voidaan lisätä nesteenä vesiannoksessa turve/lannoitesekoi-tukseen ennen sekoittamista. Turve/lannoite/tensidisekoitus sekoitetaan tavanomaisella tavalla sekoittimessa.