RO130348A2 - Procedeu de obţinere de fertilizant complex cu eliberare controlată - Google Patents
Procedeu de obţinere de fertilizant complex cu eliberare controlată Download PDFInfo
- Publication number
- RO130348A2 RO130348A2 ROA201300869A RO201300869A RO130348A2 RO 130348 A2 RO130348 A2 RO 130348A2 RO A201300869 A ROA201300869 A RO A201300869A RO 201300869 A RO201300869 A RO 201300869A RO 130348 A2 RO130348 A2 RO 130348A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- urea
- formaldehyde
- polycondensation
- fertilizer
- water
- Prior art date
Links
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 8
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 55
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 14
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 9
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 claims description 16
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Natural products CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 claims description 9
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 9
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 8
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 6
- -1 polyoxyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000005662 Paraffin oil Substances 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 claims description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 5
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims description 4
- ZORQXIQZAOLNGE-UHFFFAOYSA-N 1,1-difluorocyclohexane Chemical group FC1(F)CCCCC1 ZORQXIQZAOLNGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N Perchloroethylene Chemical group ClC(Cl)=C(Cl)Cl CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RVGRUAULSDPKGF-UHFFFAOYSA-N Poloxamer Chemical compound C1CO1.CC1CO1 RVGRUAULSDPKGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000463 Poly(ethylene glycol)-block-poly(propylene glycol)-block-poly(ethylene glycol) Polymers 0.000 claims description 3
- 235000019387 fatty acid methyl ester Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000001593 sorbitan monooleate Substances 0.000 claims description 3
- 235000011069 sorbitan monooleate Nutrition 0.000 claims description 3
- 229940035049 sorbitan monooleate Drugs 0.000 claims description 3
- 229950011008 tetrachloroethylene Drugs 0.000 claims description 3
- HVUMOYIDDBPOLL-XWVZOOPGSA-N Sorbitan monostearate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O HVUMOYIDDBPOLL-XWVZOOPGSA-N 0.000 claims description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 2
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 claims description 2
- 239000001587 sorbitan monostearate Substances 0.000 claims description 2
- 235000011076 sorbitan monostearate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229940035048 sorbitan monostearate Drugs 0.000 claims description 2
- 125000003944 tolyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 229910000406 trisodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019801 trisodium phosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 abstract description 11
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N polynoxylin Chemical compound O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 abstract 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 239000003094 microcapsule Substances 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 3
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKNSZPQWMKXIEO-UHFFFAOYSA-N Dimethylenetriurea Chemical compound NC(=O)NCNC(=O)NCNC(N)=O OKNSZPQWMKXIEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012696 Interfacial polycondensation Methods 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241000287530 Psittaciformes Species 0.000 description 2
- 235000014443 Pyrus communis Nutrition 0.000 description 2
- NWGKJDSIEKMTRX-AAZCQSIUSA-N Sorbitan monooleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O NWGKJDSIEKMTRX-AAZCQSIUSA-N 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 238000010533 azeotropic distillation Methods 0.000 description 2
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 2
- KQVLODRFGIKJHZ-UHFFFAOYSA-N methylenediurea Chemical compound NC(=O)NCNC(N)=O KQVLODRFGIKJHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004530 micro-emulsion Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000007762 w/o emulsion Substances 0.000 description 2
- JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N (2r,3r,4s)-2-[(1r)-1,2-dihydroxyethyl]oxolane-3,4-diol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- MGYUQZIGNZFZJS-KTKRTIGZSA-N 2-[2-[(z)-octadec-9-enoxy]ethoxy]ethanol Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCOCCOCCO MGYUQZIGNZFZJS-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- JYCQQPHGFMYQCF-UHFFFAOYSA-N 4-tert-Octylphenol monoethoxylate Chemical compound CC(C)(C)CC(C)(C)C1=CC=C(OCCO)C=C1 JYCQQPHGFMYQCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 description 1
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 1
- 238000012695 Interfacial polymerization Methods 0.000 description 1
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 1
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- HVUMOYIDDBPOLL-XGKPLOKHSA-N [2-[(2r,3r,4s)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]-2-hydroxyethyl] octadecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O HVUMOYIDDBPOLL-XGKPLOKHSA-N 0.000 description 1
- XMGZWGBXVLJOKE-UHFFFAOYSA-N acetic acid;toluene Chemical compound CC(O)=O.CC1=CC=CC=C1 XMGZWGBXVLJOKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000387 ammonium dihydrogen phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940092714 benzenesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000008098 formaldehyde solution Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 235000021073 macronutrients Nutrition 0.000 description 1
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- DSKJXGYAJJHDOE-UHFFFAOYSA-N methylideneurea Chemical compound NC(=O)N=C DSKJXGYAJJHDOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 235000019837 monoammonium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000006012 monoammonium phosphate Substances 0.000 description 1
- 235000021049 nutrient content Nutrition 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- FIKAKWIAUPDISJ-UHFFFAOYSA-L paraquat dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].C1=C[N+](C)=CC=C1C1=CC=[N+](C)C=C1 FIKAKWIAUPDISJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000003809 water extraction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la un procedeu de obţinere a unui îngrăşământ complex cu eliberare controlată. Procedeul conform invenţiei constă în prepolimerizarea unei soluţii de precondensat ureo-formaldehidic şi granule de uree tehnică, la un raport molar formaldehidă:uree de 0,75...1,5:1, sub agitare şi încălzire continuă timp de 2 h la o temperatură de 65...95°C, laH 8,5...9,5, prin dozarea periodică de KOH sau fosfat trisodic, după care masa de reacţie se răceşte la temperatura mediului, şi se adaugă o emulsie constând din solvenţi organici uzuali şi o soluţie apoasă conţinând 5...30% glicerină tehnică şi săruri anorganice de nutrienţi N, P, K, emulsia formată se amestecă apoi cu uree până la un raport final uree:formaldehidă 1,65...2,4:1, şi se începe încălzirea controlată la o temperatură de 60...100°C, timp de 2 h, cu corectareaH la 2,5...4,5, după care precipitatul fertilizant se filtrează la temperatura ambiantă şi se usucă până la masă constantă.
Description
Invenția se referă la un procedeu de obținere a unui îngrășământ chimic complex, cu eliberare controlată.
Conform unei definiții general acceptate pe plan internațional, fertilizantii cu eliberare lenta si fertilizantii cu eliberare controlata sunt fertilizanti conținând minim un nutrient mineral intr-o forma de aplicare care: a) ori întârzie disponibilitatea sa in procesul de preluare si utilizare de către plante după aplicare, fie b) este disponibil pentru planta o perioada de timp semnificativ mai lunga decât un etalon considerat „fertilizant cu nutrienti rapid disponibili”.
Un fertilizant poate fi descris ca fiind cu eliberare lenta (controlata), daca nutrientul (nutrientii) pe care ii conține îndeplinesc, in condiții clar definite, incluzând si aceea a unei temperaturi de 25° C, fiecare din cele trei criterii:
• O eliberare nu mai mare de 15% in decurs de 24 ore;
• O eliberare nu mai mare de 75% in decurs de 28 zile;
• O eliberare de minimum 75% pe întreaga perioada de utilizare stabilita.
Produsii ureo-formaldehidici au cea mai mare răspândire pe piața fertilizantilor cu eliberare lenta si controlata (40% din consumul mondial); produsii de policondensare ureoformaldehidici sunt un amestec de oligomeri metilen - ureici cu diferite mase moleculare si lungimi ale catenei polimerice si de aceea prezintă diverse solubilitati in apa, ca metilen-diuree (MDU) si dimetilen-triuree (DMTU). Pot conține, de asemenea, o anumita cantitate de uree nemodificata.
Indicele de activitate (IA), principalul indicator ce caracterizează produsele ureoformeldehidice referitor la utilizarea lor in domeniul fertilizantilor, se determina din raportul masic al următoarelor fracții de produs, analizat in raport cu solubilitatea sa in apa calda si apa rece [Μ. E. Trenkel: Controlled-Release and Stabilized Fertilizers in Agriculturc. (FAO) IFA, Paris 1997]:
IA=
IAR-IAC
IAR xlOO
Unde:
IAR = cantitatea de proba (%) insolubila in apa rece- 25° C.
IAC = cantitatea de proba (%) insolubila in apa calda- 100° C.
<2013 00869-f 9 Ή- 2013
Inițial, produsele UF realizate la nivel mondial aveau un IA de 40-45. In urma studiilor si cercetărilor întreprinse pe plan internațional, s-a reușit atingerea unui IA de cca. 55-60.
Sunt cunoscute o serie de brevete care descriu obținerea de îngrășăminte cu eliberare redusa/controlata (slow-release), in vederea unei utilizări cat mai complete de către plante a macroelementelor din compoziție, evitând in același timp arsurile foliare cauzate de o preluare excesiva a unor îngrășăminte cu azot. Majoritatea realizează obținerea de îngrășăminte cu eliberare redusa/controlata (slow-release) prin acoperirea granulelor de fertilizant cu diverse compoziții bazate in special pe sulf topit, (US 5560768), copolimeri etilena-vinilacetat sau parafmici (EP0276179). Dezavantajul acestor brevete rezida din faptul ca odata degradata pelicula de acoperire (mecanic, chimic sau biologic), se revine la situația unui fertilizant clasic. De asemenea, multi din compușii utilizați pentru acoperire (filmare) precum parafinele, copolimerii etilena-vinilacetat sunt nebiodegradabili sau greu biodegradabili, constituind un factor poluator pentru mediul ambiant.
Sunt cunoscute de asemenea multe procedee de microencapsulare. Aproape toate procedeele cunoscute descriu producerea de microcapsule din materiale conținute intr-un alt material insolubil sau imiscibile cu apa, fiind denumite procedee de microencapsulare ulei-in-apa. Aceste implica, in general, prepararea unui unei dispersii de picaturi de “ulei” sau de substanțe organice imiscibile cu apa (faza discontinua) intr-un mediu apos (faza continua). Picaturile de ulei conțin unul sau mai multi monomeri sau prepolimeri, microcapsulele formandu-se prin supunerea emulsiei la temperatura si/sau pH si/sau agitare pentru a cauza polimerizarea monomerilor sau a prepolimerilor prezenti pentru a se obține microcapsule cu învelișul polimeric care imbraca picaturile imiscibile cu apa. Astfel de procedee au fost descrise, de exemplu, in brevetele US 4,285,720 si US 4,956,129. In aceste brevete este prezentata producerea de microcapsule dintr-un material poliureic si din polimer eterificat pe baza de uree si formaldehida.
Pe de alta parte, exista puține informații legate de producerea microcapsulelor care conțin materiale apoase prin procedeul de microencapsulare apa-in-ulei. Un procedeu care se apropie cat de cat de microencapsularea apa-in-ulei este descris in brevetul US 4,157,983. In acest procedeu, se formează un amestec format dintr-un emulsificator, un lichid imiscibil in apa, un prepolimer de uree-formaldehida, un material care este dispersibil in apa si care trebuie încapsulat, si apa. Amestecul este supus agitării pentru a se obține emulsia apa-in-ulei. Amestecul este apoi tratat pentru a obține microcapsule prin solidificarea rășinii prepolimerice pe baza de uree si
O 1 3 0 0 8 6 9 -i 9 -11- 2013 formaldehida pentru obținerea unei matrici care încapsulează picaturile, permițând separarea capsulelor polimerice solide cu continui de material dispersibil in apa. Procedeul acopera doar o serie de produse care sunt dispersabile in faza apoasa, precum coloranti, si nu descrie encapsularea de îngrășăminte, și în documentul US 3705794, se dezvăluie un procedeu de obținere a unui fertilizant ureo-formaldehidic, care constă din următoarele faze: prepararea soluției de bază ureo-formaldehidice într-un raport uree: formaldehidă de 1.3:1...2,4:1: ajustarea pH-ului soluției inițiale; inițierea reacției de condensare dintre uree și formaldehidă, prin adăugarea unui material acid, în timp ce soluția este menținută la o temperatură de 135° F; încălzirea materialului astfel obținut pentru definitivarea reacției de condensare și reducerea umidității materialului; definitivarea materialului la forma finală de particule.
Similar, brevetul US 6,113,935 descrie microencapsularea unor pesticide precum paraquat prin polimerizarea interfaciala a unui prepolimer ureo-formaldehidic sau melaminoformaldehidic in prezenta unui catalizator de transfer de protoni prezent in emulsia de tip apa-inulei ce conține prepolimerul. Nici acest brevet nu descrie si nu revendica microencapsularea de compoziții de îngrășăminte.
Brevetul RO 127,014 descrie un procedeu de obținere a unui îngrășământ chimic, microîncapsulat, cu eliberare controlată, conținînd N, P și K, prin policondensare în emulsie a unei faze apoase conținind materialele nutrient și o fază organic ce conține catalizatorul acid necesar procesului de policondensare. Procedeul utilizează ca sursă de formaldehidă soluție apoasă 37%, ceea ce necesită distilarea azeotropă a unei cantități mari de apă. cu consumuri energetic mari.
Problema tehnică pe care o rezolvă invenDia constă în stabilirea condițiilor de pH, temperatură și rapoarte molare ale materiilor prime, pentru obținerea scopului propus.
Procedeul de obținere a unui îngrășământ chimic complex, cu eliberare controlată, conform invenției, constă din prepolimerizarea unui precondensat ureo-formaldehidic UF80, (conținînd 57% forlaldehidă, 27% uree restul apă), cu granule de uree tehnică, la un raport molar formaldehidă: uree de 0,7-1,5 : 1, sub agitare și încălzire continuă timp de 2 h la 65...95°C, menținând pH-ul masei de reacție în intervalul 8, 5...9,5, prin dozarea periodică de soluție KOII sau fosfat trisodic. după care masa de reacție se răcește la temperatura ambiantă și, sub agitare energică, se adaugă la o emulsie apă-în-ulei, formată din solvent organic conținând surfactant neionic plus 0,1.. .2,5% catalizator acid de policondensare, și o soluție apoasă conținând glicerină
Ο 1 3 0 0 8 6 9 -1 9 -11- 2013
tehnică de la sinteza combustibilului biodiesel și săruri anorganice de nutrienți N, P și K, intr-un raport masic soluțe apoasă: soluție organică de 2:1...1:5, emulsia formată se aduce la pH 4...5, când se adaugă din nou uree, pentru atingerea unui raport final uree: formaldehidă de 1.65...2,4 /1, și se începe încălzirea controlată, pentru policondensarea masei de reacție, la 60...100°C, timp de 2 h, cu corectarea pH-ului la 2,5...4, 5, după care apa se îndepărtează azeotropic, precipitatul fertilizant rezultat se filtrează la temperatura ambiantă și se usucă la temperatura de 70-90°C, la etuvă, până la masă constantă.
în procedeul conform invenției, solventul organic compatibil cu îngrășămîntul este ales dintre toluen, ulei de parafina, percloretilenă, xilen, sau esteri metilici ai acizilor grași (biodiesel), surfactantul neionic este ales dintre sorbitan monooleat, polioxietilen(2)-izooctilfenil eter, bloccopolimer PEG-PPG-PEG avand masa moleculară 2000-4500, polioxietilen(2)-oleil eter, sorbitan monostearat si catalizatorul acid al procesului de policondensare este ales dintre acid alchilbenzensulfonic, decilsulfonic, dodecilsulfonic, toluensulfonic, sulfuric, fosforic, citric, acetic, propionic, iar glicerina tehnică utilizată în faza apoasă la etapa de policondensare, în proporție de 5-30% față de ureea total utilizată, provine de la sinteza combustibilului biodiesel ți are un conținut de glicerină pură de 80-95%.
Avantajele procedeului conform invenției sunt următoarele:
• Permite obținerea unor îngrășăminte simple sau complexe cu levigabilitate redusa, avand un indice de activitate IA de peste 55-60;
• Permite obținerea unor îngrășăminte simple sau complexe cu conținut ridicat in componentele active;
• Microcapsula in care este închis fertilizantul este total biodegradabila, avand ea insasi proprietăți de ingrasamant;
• Se obține printr-un procedeu relativ simplu, din materii prime accesibile si cu costuri reduse;
• Nu folosește substanțe cu impact eco-toxicologic ridicat, care ar pune in pericol sanatatea personalului de utilizare sau exploatare;
• Nu necesită instalații complexe, producerea acesteia putînd fi implementată în foarte multe instalații existente pe platformele chimice din tara noastră.
Procedeul conform invenției înlătură dezavantajele menționate mai sus prin aceea că realizează obținerea de compoziții fertilizante complexe, cu eliberare controlată (redusă) prin ^-2013 00869-1 9 -11- 2013
microencapsularea lor in structuri ureo-aldehidice, microencapsularea realizîndu-se prin policondensare interfacială controlată a unei microemulsii ‘apa in ulei', urmată de separarea prin filtrare și uscare a microcapsulelor conținînd compoziția fertilizantă, faza apoasă a microemulsiei conținînd atît compoziția de îngrășămînt cat și un prepolimer ureo-aldehidic obținut din precondensat UF80 și uree, iar faza organică conține un solvent organic compatibil cu îngrășămîntul, ales dintre toluen. ulei de parafina, percloretilenă, xilen, sau esteri metilici ai acizilor grași (biodiesel), un tensid avînd HLB mic (1-8) ales dintre sorbitan monooleat (SPÂN 80), polioxietilen(2)-izooctilfenil eter (Igepal CA-210), bloccopolimer PEG-PPG-PEG avînd masa moleculară 2000-4500, polioxietilen(2)-oleil eter (Brij 92), sorbitan monostearat (SPÂN 60), și un catalizator acid al procesului de policondensare-microencapsulare. fazele apoasă și organică aflandu-se la un raport masic de 2:1.....1:5, iar catalizatorul acid de policondensare, constînd în unul din următorii acizi: acid alchilbenzensulfonic (ABS-H), decilsulfonic, dodecilsulfonic (DDS-FI). toluen-sulfonic, sulfuric, fosforic, citric, acetic, propionic, aflîndu-se într-un procent masic față de faza apoasă de 0,1-2,5%, temperatura procesului de policondensare situîndu-se in intervalul 50-100°C iar durata acestuia fiind de 1-3 ore.
Se dau in continuare cîteva exemple de realizare a invenției.
Exemplul 1. Intr-un balon de sinteza, cu o capacitate de 500 ml, se introduc 63 g precondensat ureo-formaldehidic UF80, conținând 57% formaldehida, 23% uree si 20% apa (1.2 moli formaldehida). Se adauga 10 ml. apa si cca. 0.5 ml soluție 40% KOH, pentru atingerea unui pH de 8.5-9. Se pornește agitarea si încălzirea electrica a masei de reacție. Când temperatura in masa de reacție a ajuns la cca. 40° C. se adauga 36 g uree tehnica granule (0.6 moli uree).
Cantitatea totala de uree ce a fost introdusa a fost calculata astfel incat in etapa de prepolimerizare sa se asigure un raport molar uree/formaldehida de 1/1.
Se ridica treptat temperatura la 65-70° C, menținând pH-ul masei de reacție in intervalul 8.5-9 prin dozarea periodica de soluție KOH 40%. După o perioada de 30 minute, se introduce in vasul de reacție o noua cantitate de 36 grame uree, si se continua agitarea masei de reacție inca 90 minute, la temperatura de 85-90° C, ajustând de asemenea pFI-ul masei de reacție prin dozarea periodica de soluție KOH 40% După 2 ore de desfășurare a procesului, se considera reacția terminata, se răcește masa de reacție la temperatura sub 20° C si se trece la etapa următoare, de policondensare ureo-formaldehidica si microîncapsulare.
^-2013 “0862-1 9 -11- 2013
Separat, se prepara o soluție organica (faza continua), constând in 300 ml toluen + 5 g surfactant neionic SPÂN 80 (sorbitan monooleat, avand o balanța hidrofila-liofila medie, HLB. de cca 4-4.5), (soluția 2), care sa realizeze o emulsie “apa-in-ulei” a fazei apoase conținând macronutrientii si 5 g acid liniaralchil benzensulfonic (ABS-H), acesta constituind catalizatorul de microencapsulare prin policondensare interfaciala.
La temperatura ambianta, sub agitare continua si foarte energica, se adauga soluția 1 apoasa conținând prepolimerul ureo-aldehidic si celelalte săruri necesare preparării formulării fertilizantc peste soluția 2. Se realizează astfel o dispersie foarte fina de tip “apa-in-ulei” in care picaturile mici de faza apoasa (conținând si particule fine de săruri solide nesolubilizate) sunt înconjurate de o masa organica de solvent conținând si catalizatorul de policondensare. Este necesara atingerea unui pH de 3,5-4,5 in masa de reacție.
La atingerea unui pH in masa de reacție de 4-5, se adauga restul de uree (84 g) pentru atingerea raportului U/F prestabilit, de 1,65-2,4/1, precum si celelalte materii prime, adica 135 g monoamoniu fosfat si 125 g clorura de potasiu, rezultând o suspensie apoasa fina de ingrasamant. De asemenea, se adaugă 6 g glicerina tehnica de la biodiesel, cu o puritate de 87% (5% raportat la ureea totală).
Se începe apoi încălzirea controlata a masei de reacție, pana la atingerea temperaturii de 6075°C, când este initiat procesul de policondensare ureo-formaldehidica. Se menține masa de reacție in acest interval de temperatura timp dc 2 ore, corectând ocazional pFI-ul masei de reacție care trebuie menținut in domeniul 3,0-4,5.
In continuare, se indeparteaza apa prin distilare in amestec azeotrop cu solventul, acesta din urma reintroducandu-se in sistem.
După eliminarea azeotropa a apei, se răcește masa de reacție (suspensia de fertilizant microencapsulat in solventul organic), pana la temperatura ambianta, apoi se filtrează pe o pâlnie filtranta. Solventul filtrat, reprezentând 60-80% din cantitatea de solvent introdusa inițial in reacție, se reutilizeaza la o noua șarja.
Precipitatul umed de fertilizant, avand o umiditate de 25-35%, este supus unei operații de uscare in etuva, la 70-80° C, pana la atingerea unei mase constante, in vederea îndepărtării urmelor de solvent din produs.
In continuare, s-a determinat compoziția in macroelementele NPK si Indicele de Activitate (IA) al produsului.
(Τ- 2 Ο 1 3 U Ο 8 6 9 - 1 9 -11- 2013
Fertilizantul complex de tip NPK 111 obtinut astfel a avut un indice de activitate de 71,2 si următoarea compoziție in macroelemente:
N10lal=17,9%
P2O5= 18.2%
K2o= 18,0%
Exemplele 2-8.
S-au realizat o serie de experimentări in condiții similare, variind cantitarea si raportul masic al nutrientilor precum si solventul de emulsionare si catalizatorul acid.
Rezultatele exemplelor sunt date in Tabelul 1.
Tabelul 1
| Ex | Tipul de fertilizant complex encapsulat | Solvent organic utilizat | Catalizator acid | Raport masic glicerina/ uree (%) | Indice de activitate (IA), (%) | Continui macroelemente (%) | ||
| N, | INO; | K2O | ||||||
| 2 | Uree (100) | ulei parafina | ABS-H | 10 | 70,5 | 36,1 | 0 | 0 |
| 3 | Complex NPK 1 1 1 | pere loreti lena | Acid fosforic | 25 | 72,0 | 17,0 | 16.5 | 16.1 |
| 4 | Complex NP 110 | xilen | DDS-H | 10 | 69,5 | 21,7 | 22,4 | 0 |
| 5 | Complex NPK 21 1 | toluen | Acid acetic | 10 | 70,7 | 18,6 | 8.2 | 7.9 |
| 6 | Complex NPK 111 | EMAG* | Acid sulfuric | 5 | 63 | 15,8 | 16,0 | 16,5 |
| 7 | Complex NP 110 | ulei parafina | Acid toluensulfonic | 10 | 69,9 | 22,4 | 21,9 | 0 |
| 8 | Complex NPK 21 I | pere loreti lena | Acid propionic | 30 | 70,1 | 19,0 | 8.5 | 8.7 |
*)= esteri melilici ai acizilor grași din ulei de rapitct (biodiesel)
Determinarea Iestelor de levigabilitate (degradarea fertilizantilor cu punerea in libertate a nutrientilor), s-a efectuat conform metodologiei impuse prin standardul SR EN 13266/2001, constînd, în esență, în introducerea unei probe de 5 grame fertilizam în 250 ml apa distilată și agitare la temperatura ambiantă timp de 3 ore pe zi. Periodic, la durate de timp determinate, se oprește agitarea, se lasă 1 oră la liniștire, se ia o probă din faza limpede și se analizează conținutul de nutrienți Nt, Ρ2Ο5, K2O, care se raportează procentual la conținutul probei inițiale.
ίξ- 2 Ο 1 3 υ Ο 8 6 9 - 1 9 ‘11- 2013
Se determină astfel gradul de extracție în apă al nutrienților din compozițiile fertilizante funcție de timp la 12 ore, 14 zile Ei 28 zile.
Rezultatele testelor de eliberare graduală (levigabilitate) sunt prezentate în Tabelul 2.
Tabelul 2.
| Nr. ex P | Tipul de ingrasama 111 | % nutrient extras in apa la 24 ore | % nutrient extras in apa la 14 zile | % nutrient extras in apa la 28 zile | ||||||
| TKN* | p2o5“ | K2O* | TKN* | p2o5“ | K2O “* | TKN* | p2o5“ | K2O*** | ||
| 1. | Uree granule | 96 | 0 | 0 | 100 | 0 | 0 | 100 | 0 | 0 |
| 2. | C'f. Exemplu 1 | 12 | 9,7 | 13,9 | 41,7 | 27,5 | 49,0 | 66,8 | 48,5 | 68,9 |
| 3. | Cf. Exemplu 2 | 14,4 | 0 | 0 | 46,1 | 0 | 0 | 72,2 | 0 | 0 |
| 4. | Cf. Exemplu 3 | 10,7 | 10,0 | 12,5 | 38,4 | 30,2 | 51,1 | 65,6 | 51,1 | 70,3 |
| 5. | Cf. Exemplu 4 | 13,7 | ιι,ι | 0 | 39,9 | 35,7 | 0 | 64,7 | 56.0 | 0 |
| 6. | Cf. Exemplu 5 | 14,7 | 13,7 | 13,9 | 48,0 | 33,7 | 50,2 | 70,7 | 60,5 | 73,3 |
| 7. | Cf. Exemplu 6 | 9,1 | 8,4 | 9,7 | 35,1 | 25,2 | 43,2 | 61,3 | 44,1 | 65,5 |
| 8. | Cf. Exemplu 7 | 12,2 | 10,3 | 0 | 36,8 | 34,0 | 0 | 67,9 | 61,4 | 0 |
| 9. | Cf. Exemplu 8 | 11,7 | 9,9 | 13,3 | 43,5 | 38.9 | 55,1 | 71,9 | 66.6 | 73.3 |
T Total Kjeldal Nitrogen ( azot total, determinat prin metoda Kjeldal) **) = ILOj solubil (fracția solubila in apa) ***/ =determinat ICP-OES
Sporurile de producție asigurate de ingrasamintele microencapsulate la porumb si floarea soarelui cultivate pe cernoziomuri cu mare răspândire in Romania, au fost mai mari cu
19,2....25% dccat cele obținute cu aceleași tipuri de îngrășăminte neîncapsulate.
(rl o 1 3 0 0 8 6 9 -Λ ί 9 -11- 2013
Claims (2)
- Revendicări1. Procedeu de obținere a unui îngrășământ chimic complex, cu eliberare controlată caracterizat prin aceea că acesta constă din prepolimerizarea unei soluții de precondensat ureoformaldehidic UF80 și granule de uree tehnică, la un raport molar formaldehidă : uree de 0,7-1,5 : 1, sub agitare și încălzire continuă timp de 2 h la 65...95°C, menținând pH-ul masei de reacție în intervalul 8, 5...9.5, prin dozarea periodică de soluție KOH sau fosfat trisodic. după care masa de reacție se răcește la temperatura ambiantă și, sub agitare energică, se adaugă la o emulsie apă-înulei, formată din solvent organic conținând surfactant neionic plus 0,1.. .2,5% catalizator acid de policondensare, și o soluție apoasă conținând glicerină tehnică de la sinteza combustibilului biodiesel și săruri anorganice de nutrienți N, P și K, îintr-un raport masic soluție apoasă: soluție organică de 2:1...1:5, emulsia formată se aduce la pH 4...5, când se adaugă din nou uree, pentru atingerea unui raport final uree: formaldehidă de 1,65...2,4 /1, și se începe încălzirea controlată, pentru policondensarea masei de reacție, la 60...100°C, timp de 2 h, cu corectarea pH-ului la
- 2,5...4,5 , după care apa se îndepărtează azeotropic, precipitatul fertilizant rezultat se filtrează la temperatura ambiantă și se usucă la temperatura de 70-90°C, la etuvă, până la masă constantă.2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin accca că, solventul organic compatibil cu îngrăsămîntul este ales dintre toluen, ulei de parafina, percloretilenă, xilen, sau esteri metilici ai acizilor grași (biodiesel), surfactantul neionic este ales dintre sorbitan monooleat, polioxietilen(2)-izooctilfenil eter, bloccopolimer PEG-PPG-PEG avand masa moleculară 2000-4500, polioxietilen(2)-oleil eter, sorbitan monostearat si catalizatorul acid al procesului de policondensare este ales dintre acid alchilbenzensulfonic, decilsulfonic, dodecilsulfonic, toluensulfonic, sulfuric, fosforic, citric, acetic, propionic, iar glicerina tehnică utilizată în faza apoasă la etapa de policondensare, în proporție de 5-30% fată de ureea total utilizată, provine de la sinteza combustibilului biodiesel si are un conținut de glicerină pură de 80-95%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201300869A RO130348A2 (ro) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | Procedeu de obţinere de fertilizant complex cu eliberare controlată |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201300869A RO130348A2 (ro) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | Procedeu de obţinere de fertilizant complex cu eliberare controlată |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO130348A2 true RO130348A2 (ro) | 2015-06-30 |
Family
ID=53477126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201300869A RO130348A2 (ro) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | Procedeu de obţinere de fertilizant complex cu eliberare controlată |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO130348A2 (ro) |
-
2013
- 2013-11-19 RO ROA201300869A patent/RO130348A2/ro unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Senna et al. | Synthesis, characterization and application of hydrogel derived from cellulose acetate as a substrate for slow-release NPK fertilizer and water retention in soil | |
| CN103772646B (zh) | 一种含大豆油多元醇生物降解的缓控释肥包衣材料及其制备工艺 | |
| Guo et al. | Granular urea‐formaldehyde slow‐release fertilizer with superabsorbent and moisture preservation | |
| US7267707B2 (en) | Polyurethane encapsulated fertilizer | |
| CN102153412B (zh) | 一种风化煤活化型有机无机复混肥料及其制备方法 | |
| KR20140137872A (ko) | 지효성을 갖는 매트릭스형 입상복합비료의 제조방법 및 이로부터 얻은 매트릭스형 입상복합비료 | |
| CN104003783A (zh) | 一种功能性颗粒状大量元素水溶肥及其制备方法 | |
| Maji et al. | Microencapsulation of Zanthoxylum limonella oil (ZLO) in genipin crosslinked chitosan–gelatin complex for mosquito repellent application | |
| JP2010509176A (ja) | 機能向上有機分子を抽出したかまたは抽出していない構造改変亜炭 | |
| CN109134099A (zh) | 一种圆颗粒速效高浓度硫肥及生产方法 | |
| Bhattacharya et al. | Development of a novel slow-releasing iron− manganese fertilizer compound | |
| CN104151095B (zh) | 一种富碘作物专用的肥料及其制备方法 | |
| RO130348A2 (ro) | Procedeu de obţinere de fertilizant complex cu eliberare controlată | |
| CN106866219A (zh) | 一种茶渣有机肥及其制备方法 | |
| CN102731186B (zh) | 一种利用低品位磷矿及白云石连续化生产硝基复肥的工艺 | |
| Supraba et al. | The effect of stirring speeds to the entrapment efficiency in a nanoparticles formulation of java plum’ s seed ethanol extract (syzygium cumini) | |
| RO128501A2 (ro) | Procedeu de obţinere de fertilizant microencapsulat cu eliberare redusă | |
| Barbosa et al. | Development and evaluation of slow-release organomineral phosphate fertilizer based on coffee waste | |
| RO127014A2 (ro) | Procedeu de obţinere de îngrăşământ chimic microencapsulat cu eliberare controlată | |
| CN102599165A (zh) | 嘧菌酯微胶囊悬浮剂及其制备方法 | |
| CN103073349A (zh) | 一种用于防治水稻立枯病的药肥颗粒剂及其制备方法 | |
| CN102731222A (zh) | 一种缓控释复混肥料及其制备方法 | |
| CN115403763B (zh) | 一种基于蓖麻油和秸秆的缩聚型高分子量多元醇及其应用 | |
| CN107188719B (zh) | 一种能降低高塔复合肥中缩二脲含量的内添加防结块剂及其制备方法 | |
| JPH10136912A (ja) | マイクロカプセルの製造方法 |