SE529582C2 - Förfarande för framställning av ett näringstillskott till djur innefattande ett samgranulat av monokalciumfosfat och gips - Google Patents

Description

20 25 30 35 529 582 2 svavelsyran fräter på produktionsutrustningen. Granuleringsförfarandet med svavelsyra kan även resultera i sköra granulat.

US 5,019,148 beskriver ett förfarande för framställning av mineralgranulat för agrlkultur innefattande fasta mineralpartiklar som blandas med ett bindemedel, i tillfällig vätskeform, som hårdnar och bildar ett starkt bindande granulatcement runt den fasta mineralen som ger ett extremt hårt granulat med eventuella löslighetsproblem. Det vätskeformiga bindemedlet bildas genom en samreaktion mellan syror och baser genom mekanisk skjuv- ning vid höga blandningshastigheter och temperaturer på över 100°C.

Dokumentet nämner inte framställning av monokalciumfosfat eller lösligheten hos någon av de framställda produkterna.

Upgfinningens syften Ett syfte med föreliggande uppfinning är således att tillhandahålla ett förfarande för framställning av ett granulat som innehåller monokalciumfosfat som har en hög löslighet av kalcium och fosfor, ett högt Ca/P förhållande och ett högt innehåll av S och vilket förfarande på samma gång övervinner ovan nämnda problem i förfarandena beskrivna i WO 2004023886 A1 och US 5,019,148. - Ett ytterligare syfte är att tillhandahålla ett granulat med förbättrade fysikaliska egenskaper.

Sammanfattpind av uppfinningen Enligt föreliggande uppfinning uppnås ovan nämnda syften med ett förfarande för framställning av ett samgranulat av monokalciumfosfat och gips innefattande: att man tillhandahåller en blandning av åtminstone bränd kalk och gips och granulerar nämnda blandning med en vattenlösning av fosforsyra.

Uppfinningen avser vidare granulat som kan erhållas enligt ovan nämnda förfarande.

Detalierad beskrivning av uppfinningen Det gips som används i förfarandet enligt uppfinningen kan vara i dess anhydridform (CaSO4) eller i dess dihydratforrn (CaSO4x2H2O), eller en blandning av dessa, eller i någon annan tillgänglig form. Emellertid är dihydratformen av gips föredragen.

Partikelstorleken för det använda gipset kan vara 0.045-1.5 mm, företrädesvis 0.063-0.25 mm. 10 15 20 25 30 35 529 582 3 Gipset tillsätts i en mängd som är tillräcklig för att ge slutprodukten ett svavelinnehåll på 1-15 viktprocent, företrädesvis 3-13 viktprocent.

En föredragen utföringsform av uppfinningen innehåller inte svavelsyra.

Fosforsyran tillsätts i en mängd som är tillräcklig för att ge slutprodukten ett fosforinnehåll på mellan 4 och 20 viktprocent, företrädesvis mellan 5 och 15 viktprocent.

Koncentrationen av fosforsyra i den vattenhaltiga lösningen av fosforsyra är företrädesvis 50-60 viktprocent.

Granuleringsförfarandet kan innefatta andra kalciumkällor, andra än bränd kalk (CaO), såsom kalksten (CaCOg), släckt kalk (Ca(OH)2), dikalciumfosfat (CaHPO4), eller en kombination därav.

En föredragen utföringsform a uppfinningen innefattar emellertid endast granulering av gips och bränd kalk.

Förfarandet enligt uppfinningen innefattar: att man tillhandahåller en blandning av åtminstone bränd kalk och gips och att man granulerar nämnda blandning med en vattenhaltig lösning av fosforsyra.

Vid granuleringen kan kompositionens komponenter blandas på olika sätt, och granuleringsvätskan och kompositionen kan tillsättas till en granuleringsanordning på olika sätt som är kända för fackmannen inom området.

Vatten kan sprutas på blandningen, såsom från ett munstycke, under granuleringen för att kontrollera granuleringsvätskan till en effektiv reaktions/ granuleringsnivà och för att kompensera för vattenförlust under produktionsförfarandet. Faktum är att utmärkta resultat erhölls genom att man sprutade vatten på granuleringsblandningen under granuleringen.

Vatten sprutas under granuleringen företrädesvis vid en hastighet av 100-300 l/ton produkt.

Den använda vattenhaltiga lösningen av fosforsyra kan förvärmas, företrädesvis till åtminstone 30°C, helst till åtminstone 40°C.

Temperaturen på blandningen under granuleringen kan vara lägre än 90°C, helst lägre än 50°C, allra helst lägre än 40°C.

Hastigheten på granuleringskärlet kan vara 5-40 rpm, företrädesvis 10- 30 rpm och företrädesvis används ingen omrörare eller omrörning.

Den relativa vattenlösligheten för P och Ca i produktema som erhålles enligt uppfinningsförfarandet kan vara åtminstone 95% respektive åtminstone 75% av det totala innehållet ämnena i granulatet. 10 15 20 25 30 35 1529 582 4 Partikelstorleken på det erhållna granulatet är företrädesvis 0.25-2.0 mm.

Nötningshàllfastheten för det uppfinningsenliga samgranulatet kan vara lägre än 3%, företrädesvis lägre än 2%.

Samgranulatet som framställes och erhålles enligt föreliggande uppfinning kan samblandas med vitaminer och spårämnen för att bilda en förblandning (premix).

Föredragna utföringsformer beskrivs här med hjälp av några exempel och experimentserier. Dessa skall inte anses vara begränsande för föreliggande uppfinnings omfång.

Exempel 1 Fyra olika granulerade foderblandningar framställdes. Beståndsdelarna för de olika blandningarna visas i tabell 1. Foderblandning 2 framställdes enligt uppfinningsförfarandet.

Försöken utfördes i en trumgranulator, förutom blandning 4 som framställdes i ett försök i laboratorieskala. Syrorna för blandning 1 och 3 blandades i ett öppet kärl utrustad med en ångvärmare och en omrörare. Den använda svavelsyran hade en koncentration på 95% och den använda fosforsyran hade en koncentration på 57%, beräknad som P2O5. Syrorna förvärmdes till 40°C. Doseringen av syrorna till granulatom kontrollerades med en pump och flödesmätare. Doseringen av CaO, CaOg och gips (dihydrat, partikelstorlek 0.063-0.25 mm) kontrollerades med en bandtransportör med vägningsfunktion. Granuleringstrummans hastighet var 22 rpm (ingen omrörning användes) och temperaturen under granuleringen hölls under 40°C. Omloppstiden i granulatorn var cirka 5 minuter för foderblandning 2 och cirka 9 minuter för blandning 1 och 3. Vatten tillsattes i en hastighet av 100-300 l/ton produkt under granuleringen.

Granulaten fràn de olika försöken analyserades med avseende på innehåll av Ca, P och S liksom lösligheten för Ca och P. Nötningsteser utfördes för att bestämma granulernas hàllfasthet och förutse dammproblem.

Resultaten av analyserna visas i tabell 2. 529 582 5 Tabell 1 . Beståndsdelar för försök 1-4.

Försök 1 21 3 42 CaOlCaCOg, (%) 60/40 100/0 100/0 0/100 H2SO4/CaSO4*2H2O (%) 100/0 0/100 100/0 0/100 P2O5/H2O (%) 57/43 57/43 57/43 57/43 H2O,extra dosering X X X X “Producerad enligt uppfinningsförfarandet. zResultat från försök i laboratorleskala. 5 Tabell 2. Analys av produkter erhållna i försök 1-4.

Försök 1 2' 3 42 _XB_F ca (%) 18.7 17.9 19.8 19.1 P (%) 14.9 14.3 14.9 13.3 s (%) 6.8 7.7 6.8 7.6 ca/P 1.26 1.25 1.33 1.44 P, fel vauenlösllghetmf* 93 98 84 85 ca, fel vauenlösllghetmlß 83 78 61 54 Pl-l, 1% lösning 4.8 3.9 4.7 - H3l=o4, frl (%) 1.3 2.9 1.3 Bulkdensitet (kg/dms) 0.89 0.98 0.92 0.73 Nötningshàllfasthet (%) 5 1.3 7.5 - Utvecklad värme 177 130 263 - (lvlöal/tön prööuktï* Skillnad mot MCP 46 -1 132 - (Mcal/ton produkt) “Producerad enligt uppfinningsförfarandet. zResultat från försök i laboratorleskala. 3% Jämfört med den totala mängden som erhölls med XRF analys. 4 Beräknade värden 10 - Ej uppmätt/beräknat Nötningstest Nötningstestet utfördes genom att granulerna maldes. Den bildade fina fraktionen siktades och vägdes. Nötningshàllfastheten beräknades som 15 procenthalten av vikten av fina partiklar relativt den initiala totala vikten av 10 15 20 25 30 35 529 582 6 granulerna. Nötningsvärdet skall företrädesvis vara lägre än 3% för att undvika dammproblem.

XRF jröntgen-fluorescensj XRF-analys innebär excitering av atomer i ett provmaterial med röntgenstràlar avgivna från ett röntgenrör eller en radioisotop. De ämnesspecifika röntgenfluorescenssignalerna, vilka avges av atomerna, mäts (våglängd, intensitet) i en detektor. Stràlningsintensiteten för varje ämnessignal, som är proportionell mot koncentrationen av ämnet i provet, återberäknas internt från lagrade kalibreringskurvor och kan visas direkt i koncentrationsenheter. l tabell 2 uttrycks koncentrationen för varje ämne som procenthalten av det totala innehållet av Ca, P och S.

Bulkdensitet Analysen utförs genom att man häller provet i en kon som är anordnad över en bägare med en viss volym och massa. Provmaterialet frisätts fån konen och kommer med hjälp av tyngdkraften överfylla bägaren. Överskottet av provmaterial i bägaren stryks bort. Bägaren vägs slutligen på en våg och bulkdensiteten beräknas som pulvrets vikt dividerat med bägarvolymen.

Vattenlösligt kalcium Analysen innebär att man extraherar provet i vatten i 30 minuter. Ca- innehållet analyseras sedan i ett filtrerat prov med hjälp av lCP-metoden. lCP eller "lnductively coupled plasma spectroscopy” är ett förfarande där en argonplasma, en väldigt varm flamliknande källa, skapas genom att man pumpar energi in i ett flöde av argon med hjälp av radiovàgor med hög energi och en provlösning aspireras in i den. Provet kommer att sända ut ämnesspecifik energi eller strålning vilken detekteras och erhållna data analyseras i en dator.

Vattenlöslig fosfor Analysen innebär att man extraherar provet i vatten i 30 minuter. P- innehållet analyseras sedan i ett filtrerat prov med hjälp av Quimociac- metoden som är standardmetoden för foderfosfat. Denna gravimetriska metod baseras på utfällning av P som quinolinemolybdophosphat genom att man tillsätter quimociacreagenslösning. Lösligheten beräknas efter filtrering, tvättning, torkning och vägning av utfällningen. 10 15 20 25 529 582 7 Såsom kan ses i tabell 2 erhölls utmärkta egenskaper för granulatet när det uppfinningsenliga förfarandet som använder CaO och H3PO4 används. Användning av CaCO; istället för CaO resulterar i lägre löslighet för Ca och P för de erhållna produktema. Det är således möjligt att genom föreliggande uppfinning producera en stabil granulerad fodertillsats med hög löslighet för Ca och P och ett Ca/P förhållande på över 1 utan att stora mängder reaktionsvärme bildas.

Exempel 2 Jensen test, som simulerar förhållandena inne i grisars tarmar, utfördes på granulat som producerats enligt föreliggande uppfinning och, för jämförelsens skull, som producerats genom användning av CaCO3, svavelsyra liksom ren MCP. Testerna utfördes genom att man utförde en 0.5 timmes inkubering vid både pH 7.0 och pH 2.5. Den relativa lösligheten för Ca och P uppmättes. Resultaten visas i tabell 3.

Tabell 3 Dosering (g) Jensen test Jensen test pH 7.0 pH 2.5 (Rel. löslighet.) (Rel. löslighet.) Bränd CaCO P-syra gips S-syra %Ca %P %Ca %P kalk 3 50 0 216 120 0 92.0 90.0 94.3 97.0 50 0 216 60 36 94.0 94.8 94.3 95.4 0 98 216 170 0 81.2 80.1 96.2 95.8 Ren MCP 65.9 77.5 94.5 94.2 Granulaten enligt föreliggande uppfinning, som innefattar bränd kalk och fosforsyra, har löslighet i samma nivå som, eller högre än, ren MCP, vilket återigen bevisar föreliggande uppfinnings lämplighet för produktion av foder.

Claims (11)

529 582 PATENTKRAV

1. Förfarande för framställning av ett näringstillskott för djur innefattande ett samgranulat av monokalciumfosfat och gips, innefattande: att man tillhandahåller en blandning av åtminstone bränd kalk och gips, varvid gipset tillsätts i en mängd som är tillräcklig för att ge slutprodukten ett svavelinnehåll på 3-15 viktprocent; och att man granulerar nämnda blandning med en vattenhaltig lösning av fosforsyra, varvid fosforsyran tillsätts i en mängd som är tillräcklig för att ge slutprodukten ett fosforinnehåll på 4-20 viktprocent, och varvid temperaturen pà blandningen under granuleringen är lägre än 90°C.

2. Förfarande enligt krav 1, varvid koncentrationen av fosforsyra i den vattenhaltiga lösningen är 50-60 viktprocent.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, varvid gipset finns närvarande i dess anhydridform eller dihydridform eller en blandning av dessa.

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, varvid gipsets partikelstorlek är 0.045-1.5 mm.

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, varvid fosforsyran tillsätts i en mängd som är tillräcklig för att ge slutprodukten ett fosforinnehåll på 5-15 viktprocent.

6. Förfarande enligt något av kraven 1-5, varvid vatten sprutas över blandningen under granuleringen.

7. Förfarande enligt krav 6, varvid vatten sprutas vid en hastighet av 100- 300 I/ton under granuleringen.

8. Förfarande enligt något av kraven 1-7, varvid temperaturen på blandningen under granuleringen är lägre än 50°C, företrädesvis lägre än 40°C.

9. Förfarande enligt något av kraven 1-8, varvid det erhållna samgranulatet blandas med vitaminer och spårämnen för att bilda en förblandning.

10. Ett samgranlat som kan erhållas enligt något av kraven 1-9.

11. Samgranulat enligt krav 10 i blandning med vitaminer och spårämnen.