NO142155B - Fremgangsmaate til fremstilling av orale legemiddelpreparater - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av granulerte gjødningsmidler som inneholder et ammoniumsalt.

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av granulerte gjødningsmidler, som inneholder et eller flere ammoniumsalter, og de granulerte gjødningsmidler man oppnår ved denne.

Gjødningsmidler er produkter som inneholder ett eller flere av de tre elementer som er nødvendige for plantenes næring, nemlig nitrogen, fosfor og kalium, i alminnelighet betegnet som N, P20- og K,0. Ammoniumsalter er på grunn av sitt nitro-geninnhold alminnelige bestanddeler av gjødningsmidler. Eksempler på disse er ammoniumsulfat, ammoniumnitrat- og ammoniumfosfat og sistnevnte inneholder og-så P,0-.

Ammoniumsalter som brukes i gjød-ningsmidler, er vanligvis blitt fremstilt på ett trinn av prosessen ved reaksjonen mellom ammoniakk og en mineralsyre. Dette er en sterkt eksoterm reaksjon, og det er ønskelig mest mulig å nyttiggjøre seg varmen. Den mest økonomiske måte å gjøre dette på, er å få reaksjonen til å finne sted in situ under fremstillingen av gjødnings-midlet. Dette kalles i alminnelighet «ammoniakkering».

Ammoniakkering er anvendt i gjød-ningsmiddelfremstillingen for fremstilling av et halvtørt eller tørt, granulert produkt, men granuleringstrinnet har i det vesentlige vært en agglomerering. I en slik kom-binert ammoniakkering-granuleringspro-sess fuktes gjødningsmiddelpartikler med en mineralsyre og de valsebehandles, ris-tes eller omrøres til de agglomererer til korn. Ammoniakk innføres i laget av gjød-ningsmidler slik at det danner ammoniumsaltene tilsvarende den eller de tilste-deværende syrer. Til tross for at varmen som utvikles ved denne reaksjon delvis vil tørke produktet, er den ikke tilstrekkelig til å gi et «tørt» produkt. I denne beskrivel-se er uttrykket «tørt» anvendt for å beskri-ve et produkt hvis fuktighetsinnhold er under det nivå, vanligvis ca. 0,5 % H20, ved hvilket sammenbakning er en alvorlig ri-siko. Dette nivå er avhengig av produktets sammensetning.

Tørking ved varme fra ammoniakkerin-gen er ufullstendig, fordi vannet som inn-føres blir fordelt tvers gjennom kornet og blir ikke igjen på overflaten som et lett fordampbart lag, den relativt store mengde vann (vanligvis ca. 10 %) må forøvrig væ-re tilstede i de faste stoffer for å forårsake agglomerering. Videre er denne type granulering som er avhengig av at en væskefase er tilstede, uegnet for varmefølsomme produkter, særlig hvis et meget oppløselig salt som ammoniumnitrat er tilstede, fordi en relativt liten økning i temperaturen kan forårsake dannelsen av alt for store korn, og granuleringen er da vanskelig å kontrol-lere.

En annen ulempe forbundet med ujevn fordeling av varmen er overopphetning, («flash fires»), som kan forekomme særlig hvis ammoniumnitrat eller salpetersyre er tilstede.

En annen fremgangsmåte til fremstilling av granulerte gjødningsmidler som inneholder ammoniumsalter, særlig ammoniumfosfater, er ved en «lagvis» («laye-ring») prosess. Fordannete korn resirkuleres gjennom en skovlblander, kollergang er-ler en blandemaskin, hvor de blir belagt med en oppløsning eller oppslemning, som inneholder ammoniumsaltet. De belagte korn tørkes, en del av kornene som har den ønskete størrelse, taes ut av systemet som ferdig produkt, og resten resirkuleres. De ferdige korn som dannes på denne måte, har en «løkstruktur». En ulempe ved denne fremgangsmåte er at dannelsesvarmen for ammoniumnitratet ikke utnyttes for fremstillingen av et tørt produkt, og ytre varme må anvendes for å gi ikke-sammenbakende korn. Da alt materialet i anlegget ennvi-dere må resirkuleres gjennom granuler-ings-, tørknings- og siktningstrinnene, vil alle deler av apparaturen som brukes, bli utsatt for hele påkjenningen som resirkuleringen medfører, både med hensyn til ma-teriale og temperatur.

Det er nu funnet at resirkulerings-fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, som her skal beskrives, muliggjør fremstillingen av i det vesentlige tørre granulerte gjødningsmidler, som inneholder ett eller flere ammoniumsalter, uten ytre var-metilførsel og uten påfølgende tørking.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebrakt en fremgangsmåte for fremstilling av et granulert gjød-ningsmiddel som inneholder et ammoniumsalt, bestående i at ammoniakk og minst en syre som reagerer eksotermt med ammoniakken, tilsettes i en slik grad til et bestemt lokalt område av en strøm av korn, som i alt vesentlig har sluttproduktets sammensetning, og som under prosessen resirkuleres i en slik grad at til tross for reaksjonsvarmen mellom ammoniakken og syren vil temperaturen og fuktighetsinnholdet i hele strømmen være slik at kornene beholder sin kornaktige karakter, dvs. kornene foreligger som enkeltpartikler. Det fjernes så fra den resirkulerende strøm et granulert produkt i en mengde som i alt vesentlig svarer til syren og ammoniakken som blir tilsatt fra et område langt borte fra nevnte bestemte lokale område i strøm-mens retning, og hvor det granulerte produkt har det ønskete fuktighetsinnhold.

Fortrinnsvis er fuktighetsinnholdet av kornene i nevnte bestemte eller begrensede område minst 0,1 % mindre enn det fuktighetsinnhold ved hvilket kornene har en tendens til å miste sin enkelt-partikkel-karakter ved den herskende temperatur i det nevnte bestemte område.

I tabellen nedenfor er som eksempel oppført resultatene av et sett forsøk som ble utført for å bestemme maksimalt til-latte fuktighetsinnhold i det nevnte lokale området og for forskjellige slags sluttpro-dukter. Temperaturen i det lokale område er også gitt i tabellen, da det maksimalt til-latte fuktighetsinnhold er nøye avhengig av disse temperaturer.

Tilsetningsgraden for ammoniakk og syre reguleres fortrinnsvis også i forhold til resirkuleringsgraden for kornene i strøm-men. Videre er forholdet mellom mengden av korn som resirkuleres og mengden av det granulerte produkt som fjernes, fortrinnsvis minst 20 : 1 og, særlig for frem-stillinger i stor målestokk, fortrinnsvis mellom 30 : 1 og 60 : 1.

De resirkulerende korn kan behandles med de reagerende stoffer på tre måter. For det første, og dette er den foretrukne måte, kan syren eller syrene tilsettes -kornene med sluttproduktets sammensetning, og disse ansyrete korn blir så ammoniakkert. For det annet kan tilsetningsstedene for de reagerende stoffer være i det vesentlige sammenfadlende. For det tredje kan ammoniakken tilsettes det kornede produkt, og disse ammoniakk-ladete korn blir deretter ansyret.

Hvis det ønskes å tilsette de reagerende stoffer to eller flere forskjellige steder i den resirkulerende strøm, kan disse til-setningene utføres på en hvilken som helst av de foregående måter, eller det kan anvendes en kombinasjon av disse.

Kornene kan resirkuleres ved å fjerne dem fra et sted av et kornlag som er i be-vegelse, og overføre dem til et annet sted på det samme kornlag, eller til et annet lag fra hvilket de føres tilbake til det før-ste kornlag. Ved en slik fremgangsmåte blir kornene fortrinnsvis fuktet med syre under overføringen, og som et videre foretruk-ket trekk blir amoniakken innført i den del av det første lag hvortil de overførte korn føres tilbake.

De foretrukne syrer for bruk ved denne fremgangsmåte er fosforsyre, svovelsyre og salpetersyre, men enhver syre er anvendelig som reagerer eksotermt med ammoniakk. Det er klart at for å oppnå tørre korn, må konsentrasjonen av syren eller blandingen av syrer være slik at den mengde vann som derved blir innført, ikke er mer enn det som kan fordampes tilstrekkelig ved varmen som utvikles ved reaksjonen mellom ammoniakk og syren eller syrene. Hvis to syrer imidlertid blir tilsatt på forskjellige steder, er det bare nødvendig å avpasse den totale mengde vann som inn-føres i forhold til den totalt tilgjengelige reaksjonsvarme. Under stabile driftsbetin-gelser vil med andre ord fuktighetsinnholdet på et hvilket som helst sted i det resirkulerende lag ikke variere i noen nevne-verdig utstrekning.

Med mindre meget konsentrert syre brukes, foretrekkes i denne prosess vesentlig vannfri ammoniakk. Vandig ammoni-akkoppløsning kan imidlertid brukes så lenge den totale vannmengde innført i re-aksjonskaret er mindre enn den som kan fordampes tilstrekkelig ved reaksjonsvarmen.

Ethvert annet gjødningsmiddel eller tilsetning, som urinstoff, kaliumsalter, fos-fater osv., som gir den ønskede sammensetning, kan tilsettes til laget av gjødnings-middel. Andre substanser som pesticider, fungicider osv., kan videre tilsettes på dette trinn så lenge de er stabile under reak-sjonsbetingelsene.

Noen produkter, særlig de som er basert på ammoniumnitrat, er varmeføijsom-me og har en tendens til å bli for plastiske for god granulering, hvis lagtemperaturen er for høy. Lagets temperatur reguleres av mengden av de reagerende stoffer, av konsentrasjonen av anvendt syre, eller om øn-sket, ved hjelp av ytre påvirkninger som f. eks. ved å blåse kald luft over laget.

For effektiv nyttiggjørelse av reaksjonsvarmen resirkuleres fortrinnsvis korn-strømmen i det indre av en reaksjonsbeholder. Forskjellige slags reaksjonsbeholdere kan brukes til dette.

Fremgangsmåten skal i det følgende beskrives under henvisning til de skjema-tiske tegninger. Disse er eksempler på to apparattyper som kan anvendes. På fig. 1 er vist et enkeltrommelapparat og på fig. 2 et dobbeltrommelapparat.

På fig. 1 er vist en enkel trommel 1, med en diameter av ca. 60 cm, og 45 cm lang, lukket i en ende 2, hvor det er en indre innretning av løftebøtter 3. Inne i trommelen og skrånende nedover fra den lukkede ende 2 mot den åpne ende av trommelen er anordnet en renne 4. Nær den undre ende av rennen munner ut et rør 5, som er ført inn gjennom den åpne enden av trommelen. Et annet rør 6 munner ut i trommelen nedenfor den undre enden av rennen 4.

Når trommelen 1, som inneholder et lag med korn 7, er 1 virksomhet, roteres den slik at kornene beveges fra den åpne til den lukkete ende av trommelen, hvor de plukkes opp av bøttene 3, og tømmes ned rennen 4, til den åpne ende av trommelen 1. Syre tilsettes gjennom røret 5 og ammo-niakkgass tilføres gjennom røret 6 under laget av de ansyrete korn.

Med gitte mellomrom blir produktet, tilsvarende i mengde det som fremstilles ved den tilsatte syre og ammoniakk, fjer-net med håndøse fra kornlaget i trommelen.

Syre- og ammoniakkrørene kan alter-nativt være konsentrisk anordnet slik at de munner ut i laget med resirkulerende korn nederst i rennen. Dette er ikke vist på fig. 1.

Som vist på fig. 2, består en annen reaksjonsbeholder av to tromler, en trommel 3 anbrakt inne i en annen trommel 4, som har faste endestykker 4b og 4c. Begge inneholder et lag med fordannete korn 3a resp. 4a. Ved rotasjon av hele enheten passerer kornene langs det indre av trommel 3, tømmes i den ytre trommel 4 gjennom periodisk sammenfallende huller 9 og 10 i endeplaten 5 av den indre trommel, og den faste skillevegg 6, passerer langs den ytre trommel 4, fanges opp av bøtter 7 og tøm-mes ned en gaffelformet renne 8 inn i den indre trommel 3. Syre innføres i den indre trommel 3 gjennom røret 1, og ammoniakk-gass til et lavere, men nærliggende punkt gjennom røret 2.

I det følgende skal fremgangsmåten omtales ytterligere. Da syrelaget på hvert korn er relativt tynt, er graden av ammoniakkering, og derfor tørking, rask. Imidlertid må resirkuleringsgraden ikke være så stor at syrelaget på de resirkulerte korn ikke har reagert og blitt tørket før kornet igjen blir fuktet med syren. På den annen side er en stor resirkulasjonsgrad ønskelig, fordi forholdet mellom graden av syretilsetning og graden av resirkulering av faste stoffer også er en begrensende faktor. Hvis for mye syre tilsettes i forhold til de resirkulerende korn, vil de miste sin kornaktige karakter og agglomerere til for store klumper. Vi har funnet at denne uønskete tilstand vanligvis finner sted hvis korne-nes fuktighetsinnhold i det bestemte lokale område hvor de reagerende stoffer tilsettes, overstiger ca. 1 %, avhengig av sam-mensetningen av kornene. Fuktighetsinnholdet blir holdt på, eller under, dette tall ved å regulere graden av tilsetning av reagerende stoffer i forhold til resirkuleringsgraden. Fuktighetsinnholdet i kornlaget umiddeubart før behandling med syre og ammoniakk tillates enn videre ikke å stige vesentlig under fremstillingen, da dette vii medføre at den opphopende effekt ved svak økning av fuktighetsinnholdet ved hvert omløp tilslutt ville få kornene til å bli for fuktige, og deres fuktighet ville overstige grensen hvor de opphører å være frittlø-pende. Denne fuktighetsgrensen er et trekk ved fremgangsmåten etter denne oppfinnelse og ikke noe sted i kornlaget er fuk-tighetsinnhoildet så høyt som det er al-minnelig i tidligere granuleringsfremgangs-måter. I virkeligheten overstiger fuktighetsinnholdet ikke på noe sted i laget ca.' 1 % (sammenlignet med ca. 10 % som er brukt i de foran nevnte agglomererings-fremgångsmåter).

For å opprettholde jevne driftsbetin-gelser fjernes en del av laget, og det siktes ut en mengde av det ønskete partikkelstør-relsesområde, svarende til den mengde som fremstilles av gjødningsmiddelråmateria-lene som tilsettes laget. For store korn knuses, siktes om ønskes, og partikler som ikke svarer til det ønskede produkt retur-neres til reaksjonsbeholderen sammen med finstoffene (fines), og gir således nye kjerner til granulering. Ved visse betingelser er kornunderlaget selvgenererende, og nye kjerner til granulering dannes øyeblikkelig under fremstillingen.

Den fremgangsmåte som er gjenstand for- denne oppfinnelse, har en viktig fordel derved at den fjerner nødvendigheten av å bruke atskilte enheter til ammoniakkering, granulering- og tørkeoperasjonene for

å fremstille granulerte gjødningsmidler av høy kvalitet med tilstrekkelig lavt fuktighetsinnhold, så det ikke klumper seg sammen.

Til tross for at de tre trinn med ammoniakkering, granulering og tørking er kom-binert til ett trinn i denne oppfinnelse, kan ikke desto mindre graden av granulering og tørking lett kontrolleres, f. eks. ved å endre tiiiføringsgraden eller konsentrasjonen av syren.

En annen fordel er at fordi granuleringen ikke direkte er avhengig av den tilste-deværende væskefase, som i en agglomere-ringsprosess, reduseres muligheten av dannelsen av korn, som er vokset til å bli alt for store, betraktelig.

De tørkeapparater som tidligere er brukt ved fremstilling av gjødningsmidler forårsaket sterk støvdannelse,og dette unngåes i en vesentlig grad ved bruk av foreliggende oppfinnelse. Hvis man ønsker å oppnå et meget tørt produkt ved denne fremgangsmåte, kan det være nødvendig å bruke en tilleggstørker, men kapasiteten av denne behøver bare å være ganske liten, fordi den bare skal behandle det ferdig fremstillede produkt av riktig kornstørrelse.

Fremgangsmåten etter oppfinnelsen har vist seg å være særlig egnet for fremstilling av granulære ammoniumfosfater fremstilt på våt vei av fosforsyre og am-moniakkgass.

Hvis det enn videre er ønskelig å fremstille et granulert produkt, som inneholder diammoniumfosfat, kan dette oppnåes med forholdsvis lite tap av ammoniakk. Diammoniumfosfatspaltning reduseres til et mi-nimum ved fremgangsmåten etter oppfinnelsen, fordi varmen og mengden av bære-gass som brukes, kan reguleres omhyggelig til det minimalt nødvendige for å fordampe og fjerne vann innført av de reagerende stoffer. Videre kan den frembrakte varme utvikles jevnt, og lokale overopphetninger, såkalte «hot spots», som ofte er årsak til diammoniumfosfatspaltning, kan unngåes.

Fremgangsmåten etter oppfinnelsen kan også brukes til fremstilling av granulerte gjødningsmidler som inneholder ammoniumnitrat, hvor den jevne og kontrollerte varmetilførsel er meget viktig på grunn av ammoniumnitratets varmefølsomme natur og muligheten for opptreden av «gnister». Ammoniumnitratprodukter er vanskelige å granulere, fordi de ved relativt små tempe-raturstigninger blir meget plastiske på grunn av dannelse av store mengder væskefase. Dette forårsaker overgranulering og opphopning i fremstillingsapparaturen. Ved å bruke salpetersyre og ammoniakk som råmateriale istedenfor ammoniumnitrat, avhjelpes dessuten lagringsvanskeligheter forbundet med det sistnevnte. Ammoniumnitrat som er tilstede som en bestanddel i gjødningsmiddelproduktet, er mindre far-lig, fordi det der er blandet med andre salter.

Fremgangsmåten etter oppfinnelsen er anvendelig for alle gjødningsmiddelpro-dukter som inneholder et eller flere ammoniumsalter i tilstrekkelig mengde til å gi nok varme ved sin dannelse til å frem-bringe et tørt produkt.

De følgende eksempler skal tjene til å klargjøre fremgangsmåten, men begrenser den ikke på noen måte.

Eksempel 1:

Våtfremstilt fosforsyre tilsettes et lag fordannet monoammoniumfosfatkorn, sir-kuleres i den roterende trommel som er il-lustrert på fig. 1, tidligere beskrevet. Am-moniakkgass innføres under laget i den grad det er nødvendig til å ammoniakkere syren til monoammoniumfosfat (N : P 0,97), i form av harde korn.

Eksempel 2:

Granulert monoammoniumfosfat fremstilles i stor målestokk i dobbelttrom-mel-reaksjonsbehoilder, vist på fig. 2.

Eksempel 3:

Et meget mer ammoniakkert granulert ammoniumfosfat (N : P = .1,55) fremstilles i reaksjonsbeholderen vist på fig. 2. Driftsbetingelsene er som følger:

Kornfuktighetsinrihold ved

stedet for syretilsetning 0,48 % H20

Eksempel 4: Reaksjonsbeholderen vist på fig. 1 brukes til fremstilling av et fullstendig granulert gjødningsmiddel (inneholdende 23 % N, 11 y2 % P?0- og ll<i>/a % K20) basert på ammoniumnitrat, ammoniumfosfat (N : P = 1,0) og kaliumklorid, en blandet fosforsyre-salpetertilførsel anvendes. Det faste kaliumklorid tilsettes ved hjelp av en renne, ikke vist på fig. 2, som går gjennom den faste endeplaten 4b. Driftsbetingelsene er som følger:

Konsentrasi on av blandet

Lagtemperaturen kontrolleres ved graden av tilsetning av utgangsstoffene for å forhindre dannelsen av for store korn, fordi kornene blir plastiske over den angitte temperatur.

Eksempel 5:

Som en illustrasjon på fremgangsmåten etter oppfinnelsen, hvor to atskilte sy-retilløp brukes, fremstilles et fullstendig kornet gjødningsmiddel (som inneholder 12 % N, 12 % P205 og 18 % K,0) basert på ammoniumsulfat, ammoniumfosfat (N : P = 1,0) og kaliumklorid i en reaksjonsbeholder som vist på fig. 2, hvor fosforsyre tilsettes laget 3a, i den indre trommel 3, gjennom røret 1, og ammoniakkeres på den beskrevne måte, mens svovelsyre tilsettes laget 4a, i den ytre trommel 4, gjennom et rør, ikke vist på figuren, gjennom endeplaten 4c. Ammoniakk tilføres laget 4a nær svovelsyreutløpsrøret i slike mengder at det dannes ammoniumsulfat (NH4)2S04. Det faste kaliumklorid tilsettes på samme måte som beskrevet i eksempel 4.

Driftsbetingelsene er som følger:

Eksempel 6:

Det er ikke nødvendig å danne alle ammoniumsaltene in situ, så lenge reak-

sjonsvarmen for dem som dannes, er tilstrekkelig. De tre følgende forsøk viser eks-

empelvis hvordan et granulert ammoniumnitrat-ammoniumsulfatprodukt fremstilles ved bruk av varierende mengder fast ammoniumsulfat som råmateriale. Salpeter-

syren tilsettes på lignende måte som svovel-

syren i eksempel 5, og fosforsyren i eksem-

pel 5 er erstattet med svovelsyre. Det faste ammoniumsulfat tilsettes på samme måte som beskrevet for kaliumklorid i eksempel Driftsbetingelsene er som følger:

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av, et granulert gjødningsmiddel som inneholder et ammoniumsalt, bestående i at ammoniakk og minst én syre som reagerer eksotermt med ammoniakken, tilsettes i en slik grad til et bestemt område av en strøm av korn som i det vesentligste har sluttproduktets sammensetning, og som under prosessen resirkuleres i en slik grad at til tross for reaksjonsvarmen mellom ammoniakken og syren vil temperaturen og fuktighetsinnholdet i hele strømmen være slik at kornene beholder sin kornaktige karakter, og fra den resirkulerende strøm fjernes et granulert produkt i en slik mengde som i alt vesentlig svarer til syren og ammoniakken som blir tilsatt, fra et område i betydelig avstand fra nevnte bestemte område i strømmens retning, og slik at det granulerte produkt har det ønskete fuktighetsinnhold.

2. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1, karakterisert ved at fuktighetsinnholdet i kornene i det nevnte bestemte område er minst 0,1 % mindre enin det fuktighetsinnhold hvor kornene har en tendens til å miste sin kornaktige karakter ved temperaturen i det nevnte bestemte område.

3. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1 eller 2, karakterisert ved at kornene i nevnte bestemte område først behandles med syre og de ansyrete korn blir så ammoniakkert.

4. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1 eller 2, karakterisert ved at kornene i nevnte bestemte område først behandles med ammoniakk og de ammoni-akkbehandlete korn blir så ansyret. I

5. Fremgangsmåte som angitt i en av de foregående påstander, karakterisert ved at kornene blir behandlet i nevnte bestemte område mer emn én gang pr. omløp med syre og/eller ammoniakk.

6. Fremgangsmåte som angitt i en av de foregående påstander, karakterisert ved at tilsetningsgraden for ammoniakk og syre, og dermed graden som det granulerte produkt fjernes med, reguleres i forhold til resirkulasjonsgraden for kornene i strømmen.

7. Fremgangsmåte som angitt i påstand 6, karakterisert ved at forholdet mellom resirkuleringsgraden for kornene og graden som det granulerte produkt fjernes med er minst 20 : 1, fortrinnsvis mellom 30 : 1 og 60 : 1.

8. Fremgangsmåte som angitt i en av de foregående påstander, karakterisert ved at resirkulasjonen av den seg bevegende kornstrøm bevirkes ved å fjerne korn fra en del av kornlaget og overføre disse til en annen del av samme lag.

9. Fremgangsmåte som angitt i en av påstandene 1—7, karakterisert ved at resirkuleringen av den seg bevegende kornstrøm bevirkes ved å fjerne korn fra en del av kornlaget og overføre disse til et annet seg bevegende lag, fra hvilket de overføres til det første lag.