WO2021240028A1 - Procedimiento de fabricación industrial de fertilizantes granulados - Google Patents

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WO2021240028A1
WO2021240028A1 PCT/ES2020/070354 ES2020070354W WO2021240028A1 WO 2021240028 A1 WO2021240028 A1 WO 2021240028A1 ES 2020070354 W ES2020070354 W ES 2020070354W WO 2021240028 A1 WO2021240028 A1 WO 2021240028A1
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granulated
weight
industrial manufacture
proportion
fertilizers according
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PCT/ES2020/070354
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English (en)
French (fr)
Inventor
Sergio Atares Real
Joaquin Romero Lopez
Ignasi SALAET MADORRAN
Carlos FUERTES DOÑATE
Marcos CABALLERO MOLADA
Laura SANCHEZ SANCHEZ
Original Assignee
Fertinagro Biotech, S.L.
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Priority to US17/927,915 priority patent/US20230219864A1/en
Priority to BR112022024013A priority patent/BR112022024013A2/pt
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00—Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/10—Solid or semi-solid fertilisers, e.g. powders
    • C05G5/12—Granules or flakes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
    • C05C11/00—Other nitrogenous fertilisers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G1/00—Mixtures of fertilisers belonging individually to different subclasses of C05

Definitions

  • the present invention refers to a process for the industrial manufacture of granulated fertilizers, the process being of the type that essentially includes the stages of granulation, drying, conditioning of the grain temperature and screening, where the granulation is carried out using a homogenized slurry starting material in which both soluble and insoluble components are present.
  • the process of the invention thus allows the obtaining of granulated fertilizers adapted to the needs of use, guaranteeing the obtaining of fertilizer granules that include starting materials with the desired components even though these have a very different physical and / or chemical nature.
  • Chemical granulation processes are essentially based on a chemical reaction of the desired components intended for the final product, both liquid, solid or gaseous, said reaction causing a state of agglomeration and a controlled growth of particles.
  • these desired starting components in solid, liquid or gaseous form are added to a granulator and the wet and plastic material is dried, the agglomerates then consolidate and form a granule. The evaporation of the water allows to reinforce the bonds between the individual particles of each granule.
  • the product is screened, cooled and stored (Taylor, L. 1992. Production methods of granulated NPK fertilizers. Proceedings of the Balanced Fertilization Seminar. Palrnaven-INPOFOS. Valencia, Venezuela. October, 1992).
  • Steam granulation exclusively uses solid initial components in powder form, which are introduced into a granulator with steam and / or water to provide sufficient liquid phase, heat and plasticity to allow the dry material to settle. agglomerate and form granules. The wet and plastic granules are dried in a dryer and then screened. The reject material is recycled to the granulator. It is generally necessary to cool the material, before or after screening, depending on the type of fertilizer and local conditions (temperature and humidity). Steam granulation does not require chemical reactions for the production of granules, but it has limited application due to its cost and the limited products that can be manufactured.
  • the compaction method uses mechanical force to form dense particles (granules) from particulate components into small particles or powders. It is basically a dry granulation, without liquid medium or chemical reaction to "cement" the granules.
  • the fine particles are subjected to high enough pressure to bring them together tightly and bring the surfaces close enough for intermolecular and electrostatic forces to hold the granule.
  • the initial components must have a very low moisture content, and it is not possible to use components such as urea, superphosphate and ammonium nitrate due to chemical compatibility and hygroscopicity.
  • the chemical granulation process as in the case of the present invention, is the most advantageous, being easily adaptable to the physical state of the starting components and industrially scalable.
  • document ES2379135T3 describes a process for the preparation of a granulated industrial nitrogen-calcium fertilizer by decomposition of mineral salts of calcium cations with nitric acid and processing of the melt obtained where, from the resulting reaction mixture From the decomposition of mineral salts of calcium cations with nitric acid, the solution is thickened by means of a thickener and the superheated solution (from 100 to 170 ° C) is injected into a granulator, a powdered binder is added, granulated and adjusted the temperature of the granulate, the granulated material is sieved, the fraction Appropriate granular fertilizer is separated, the larger size fraction is ground and, together with the smaller size fraction, cooled and returned to the granulator.
  • the present invention solves these disadvantages of the known processes, providing a process for the industrial manufacture of granulated fertilizers, the process being of the type that includes stages of granulation, drying, conditioning of the grain temperature and screening, where the material of The starting material used consists of soluble and insoluble components in water and where the process includes, before the granulation stage, a stage of obtaining the starting material in the form of a homogenized mixture as a thick aqueous suspension, also known in the art as "slurry ”, Selecting the soluble and insoluble components that make up the starting material from among sugars, amino acids, organic acids, polyamines, alcohols, nucleotides, boric acid, leonardite, algae extracts and combinations thereof, and a pre-mixing stage of this starting material with other raw materials selected from among produ high nitrogen content, high phosphorus products, high potassium products, high sulfur products, high calcium products, organic materials, micronutrients and combinations thereof.
  • the step of obtaining the starting material with the mentioned soluble and insoluble components in the form of a homogenized mixture as a thick aqueous suspension is carried out in an in-line disperser.
  • the use of this particular technology allows these raw materials that are not soluble and those that are not to form a homogenized mixture, as well as to achieve a mixture with the optimal particle size for subsequent milling processes, such size being adapted to be ideal for passing through the mesh in subsequent screening stages.
  • the stage of premixing this starting material with the other raw materials mentioned above is carried out in a paddle mixer.
  • the advantage of using the paddle mixer in the process of the invention is based on the fact that this equipment is capable of mixing a large quantity of solid material with already dispersed liquid material.
  • Other possibilities of use of mixers entail disadvantages for the present invention, since they usually use water as the vehicle medium, which implies both lengthening the process time and an extra cost due to the need to remove more water from the granulated products.
  • the sugars that make up the starting material can be selected from the group consisting of sucrose, trehalose, fructose, glucose, arabinose, maltose, and any combination thereof.
  • sugars are preferably present in the granulated fertilizer obtained according to the process of the invention in a proportion of 0.1 to 15% by weight.
  • the amino acids that make up the starting material can be selected from the group consisting of threonine, usine, phenylalanine, glutamic acid, methionine, y-aminobutyric acid, ornithine, glycine, glutamine, aspartic acid, serine, asparagine, tyrosine, tryptophan, valine, leucine, isoleucine, proline, 4-hydroxyproline, arginine, histidine, alanine, cysteine, and any combination thereof.
  • amino acids are preferably present in the granular fertilizer obtained according to the process of the invention in a proportion of 0.01 to 30% by weight.
  • the organic acids that make up the starting material can be selected from the group consisting of succinic acid, oxalic acid, gluconic acid, threonic acid, fumaric acid, and any combination thereof.
  • organic acids are preferably present in the granulated fertilizer obtained according to the process of the invention in a proportion of 0.01 to 10% by weight.
  • the polyamines that make up the starting material can be selected from the group consisting of putrescine, spermidine, spermine and any combination of the themselves.
  • polyamines are preferably present in the granular fertilizer obtained according to the process of the invention in a proportion of 0.01 to 10% by weight.
  • the alcohols that make up the starting material can be selected from the group consisting of glycerol and its derivatives, such as glycerin.
  • These alcohols are preferably present in the granulated fertilizer obtained according to the process of the invention in a proportion of 0.01 to 25% by weight.
  • the nucleotides that make up the starting material can be selected from the group consisting of adenine, guanine, cytosine, thymine, and any combination thereof.
  • nucleotides are preferably present in the granular fertilizer obtained according to the process of the invention in a proportion of 0.01 to 5% by weight.
  • the leonardite present in the starting material can be any leonardite of any origin and rich in humic and fulvic acids.
  • This leonardite is preferably present in the granulated fertilizer obtained according to the process of the invention in a proportion of 1 to 40% by weight.
  • Example of algae extracts present in the starting material can be selected from any algae extract with a high content of sorbitol, alginic acid and / or mannitol. These algae extracts are present in a proportion of 0.01 to 15% by weight in the final fertilizer product obtained according to the process of the invention.
  • urea ammonium sulfate, potassium nitrate, ammonium nitrosulfate, ammonium nitrate, calcium nitrate and the like can be mentioned.
  • These products with a high nitrogen content are preferably present in the granulated fertilizer obtained according to the process of the invention in a proportion of 1 to 75% by weight.
  • high phosphorous products mention may be made of rock phosphate, triple superphosphate, superphosphate, phosphoric acid, struvite and the like.
  • These products with a high phosphorus content are preferably present in the granulated fertilizer obtained according to the process of the invention in a proportion of 1 to 75% by weight.
  • high potassium content products feldspar, potassium chloride, potassium sulfate, double potassium magnesium sulfate, potassium hydroxide and the like can be cited. These products with a high potassium content are preferably present in the granulated fertilizer obtained according to the process of the invention in a proportion of 1 to 75% by weight.
  • Examples of products with a high sulfur content include elemental sulfur. These products with a high sulfur content are preferably present in the granulated fertilizer obtained according to the process of the invention in a proportion of 1 to 70% by weight.
  • high calcium content products calcium chloride, calcium cyanamide, calcium sulfate, dolomite, limestone, calcium oxide, calcium hydroxide and the like can be mentioned. These products with a high calcium content are preferably present in the granulated fertilizer obtained according to the process of the invention in a proportion of 1 to 45% by weight.
  • organic materials there may be mentioned manures derived from cattle, for example cattle, sheep, pigs, rabbits, hens and the like. These organic materials are preferably present in the granulated fertilizer obtained according to the process of the invention in a proportion of 1 to 40% by weight.
  • micronutrients include iron, zinc, manganese, copper, molybdenum, cobalt, which can be in the form of salts such as sulfates or chlorides, or combined with complexing agents, such as in the form of humates, citrates, gluconates, heptagluconates, aminoates. and the like, or combined with chelating agents, such as EDTA, EDDHA, DPTA, and the like.
  • These micronutrients are preferably present in the granular fertilizer obtained according to the process of the invention in a proportion of 1 to 30% by weight.
  • the process for the industrial manufacture of granulated fertilizers according to the invention includes the granulation of the premix obtained from the steps described above together with an aqueous extract of useful microorganisms to promote activation. of the soil microbiota and thus provide, depending on its nature, a higher nitrogen fixation, an improvement in the solubilization of potassium or a mobilization of the different micronutrients of the soil.
  • This aqueous extract in addition to providing the agronomic advantages due to the extract itself, greatly facilitates the formation of granules thanks to the water in which such microorganisms are embedded.
  • the microorganisms used and added in the granulation stage are selected from among Pichia guilliermondii, Azotobacter chroococcum, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus simplex, Azoospirillum lipoferum, Pantoea alii, Rhizobium radiobacter, Paenibacilus polymyxa and combinations thereof.
  • the advantage of selecting these specific microorganisms is due to the fact that it is described in the literature that they are capable of improving nitrogen fixation, facilitating the solubilization of phosphorus and potassium, releasing siderophores or protecting crops against abiotic stress.
  • the soluble and insoluble components mentioned are used in a weight ratio of 0.5 to 10 % with respect to the weight of the product to be granulated in the granulation stage.
  • the other indicated raw materials are in a proportion between 5 and 90% by weight with respect to the weight of the product to be granulated in the granulation stage.
  • the amount of extracts of microorganisms added in the granulation stage ranges between 5 and 90% by weight with respect to the weight of the product to be granulated.
  • the process begins with a combination of the soluble and insoluble components in water to obtain a starting material in the form of a homogenized mixture as a thick aqueous suspension or "slurry", which is carried out in an in-line disperser. This mixture is added to a paddle mixer together with the different raw materials, where a premix of the raw materials is carried out together with the slurry to later enter the granulation process.
  • the aqueous extract of the different types of microorganisms is added.
  • the granulation which can be carried out with any suitable technology, and once the granules are generally formed with a relative humidity of between 5% -10%, they are subjected to a drying stage, for example in a dryer. rotary, to obtain dry granules with a humidity lower than 3%.
  • the entire mass of granules is introduced into a conditioner to gradually reduce the temperature and thus avoid rapid cooling.
  • the product is screened according to the selected size, the granules with the appropriate size are taken for storage and those that are outside the size range are taken to a mill, where all the mass is ground to be reintroduced into the granulator.
  • this mixture is made, it is added in a continuous proportion of 0.1%, to have 1% in the final fertilizer mixture, to the paddle mixer together with the following raw materials, with a particle size between 300 pm and 1,200 pm, which implies that previously these raw materials have been ground.
  • the output humidity of this second mixture ranges between 9% and 15%, since the raw materials also provide some humidity.
  • the product obtained is introduced into the granulator, where the extracts of the different microorganisms are added at 10% by weight, the percentage of the extracts of microorganisms varies depending on their concentration, for example between 4% and 18%, so that the final concentration on the fertilizer sample ranges between 0.2% and 2% by weight.
  • the shaping of the granules is carried out and the humidity is regulated with the addition of water if necessary to shape the granule.
  • the granulated product already formed leaves the granulator with a humidity between 6% and 10%.
  • the granules are introduced into the dryer at a temperature between 330 ° C and 380 ° C at the head of the process and with an outlet temperature between 80 ° C and 95 ° C.
  • the output humidity of the dryer of the product obtained ranges between 2% and 4%.
  • the product will go through a temperature conditioner for a gradual decrease in temperature from 80 ° C-95 ° C to room temperature, for example by applying a stream of dry air, thus preventing the granule from cooling by absorbing moisture .
  • the granules will be screened to obtain a product with an average particle size between 2.5 mm and 5 mm. Granules that are not in this size range will be fed into a mill to feed back to the granulator.
  • a fertilizer product is obtained using a conventional granulator and the results are compared with the same product obtained according to the process of the invention.
  • a representative sample is taken in triplicate, taking for each replica (R1, R2, R3) 1 kg of sample, from a batch of 100 kg.
  • the parameters analyzed are derived from the premix and the addition to the paddle mixer, in particular by measuring the richness of some selected components, the measurement being extrapolated to the rest of the components of the final fertilizer obtained with each of the processes (measurements obtained by ultra high performance liquid chromatography-mass spectrometry).

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Abstract

La invención proporciona un procedimiento de fabricación industrial de fertilizantes granulados, del tipo de los que incluyen las etapas de granulación, secado, acondicionamiento de la temperatura del grano y cribado, donde la granulación se lleva a cabo utilizando un material de partida en forma de suspensión espesa homogeneizado en el que están presentes componentes solubles como insolubles. incluye, y donde, antes de la etapa de granulación, se premezcla este material de partida con otras materias primas seleccionadas de entre productos con alto contenido en nitrógeno, en fósforo, en potasio, en azufre, en calcio, materiales orgánicos, micronutrientes y combinaciones de los mismos.

Description

Procedimiento de fabricación industrial de fertilizantes granulados
DESCRIPCIÓN La presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación industrial de fertilizantes granulados, siendo el procedimiento del tipo de los que incluyen esencialmente las etapas de granulación, secado, acondicionamiento de la temperatura del grano y cribado, donde la granulación se lleva a cabo utilizando un material de partida en forma de suspensión espesa homogeneizado en el que están presentes tanto componentes solubles como insolubles.
El procedimiento de la invención permite así la obtención de fertilizantes granulados adaptados a las necesidades de uso, garantizando la obtención de gránulos fertilizantes que incluyen materiales iniciales con los componentes deseados incluso aunque éstos tengan muy distinta naturaleza física y/o química.
Son bien conocidos diversos procesos de fabricación de fertilizantes granulados, que básicamente incluyen aquellos de basados en métodos químicos (granulación química), métodos de granulación al vapor o métodos de compactación.
Los procesos de granulación química se basan esencialmente en una reacción química de los componentes deseados previstos para el producto final, tanto líquidos como sólidos o gaseosos, provocando dicha reacción un estado de aglomeración y un crecimiento controlado de partículas. Generalmente, estos componentes iniciales deseados en forma sólida, líquida o gaseosa de adicionan a un granulador y el material húmedo y plástico se seca, consolidándose entonces los aglomerados y formándose un gránulo. La evaporación del agua permite reforzar los enlaces entre las partículas individuales de cada gránulo. Posteriormente el producto es cribado, enfriado y almacenado (Taylor, L. 1992. Métodos de producción de fertilizantes granulados NPK. Memorias del Seminario de fertilización Balanceada. Palrnaven- INPOFOS. Valencia, Venezuela. Octubre, 1992).
La granulación al vapor utiliza exclusivamente componentes iniciales sólidos en forma de polvo, los cuales se introducen en un granulador con vapor y/o agua para proveer de suficiente fase liquida, calor y plasticidad que permiten que el material seco se aglomere y forme gránulos. Los gránulos húmedos y plásticos son secados en un secador y luego cribados. El material de rechazo es reciclado al granulador. Generalmente es necesario enfriar el material, antes o después del cribado, dependiendo del tipo de fertilizante y condiciones locales (temperatura y humedad). La granulación al vapor no requiere de reacciones químicas para la producción de gránulos, pero tiene una aplicación limitada debido a su coste y los limitados productos que se pueden fabricar.
El método compactación utiliza fuerza mecánica para formar partículas densas (gránulos) a partir de componentes particulados en partículas pequeñas o en polvo. Se trata básicamente de una granulación en seco, sin medio líquido o reacción química para "cementar" los gránulos. Las partículas finas se someten a una presión lo suficientemente alta para juntarlas estrechamente y acercar lo suficiente las superficies para que las fuerzas intermoleculares y electrostáticas mantengan el gránulo. Para que este método sea eficiente, los componentes iniciales deben tener un muy bajo contenido de humedad, no siendo posible emplear componentes como urea, superfosfato y nitrato de amonio por compatibilidad química e higroscopicidad. Con este proceso, algunos productos compactados forman filos agudos que, si no se tratan adecuadamente antes del manejo (pulido y/o endurecimiento de la superficie), tienden a romperse y crear material muy fino. Los gránulos producidos por compactación no son esféricos y tienen una forma más irregular que los obtenidos por granulación.
A la vista de los diferentes procesos conocidos, el procedimiento de granulación química, como en el caso de la presente invención, es el más ventajoso, siendo fácilmente adaptable al estado físico de los componentes de partida y escalable industrialmente.
Así, por ejemplo, en el documento ES2379135T3 se describe un procedimiento de preparación de un fertilizante de nitrógeno-calcio industrial granulado por descomposición de sales minerales de cationes calcio con ácido nítrico y procesamiento del fundido obtenido donde, a partir de la mezcla de reacción resultante de la descomposición de sales minerales de cationes calcio con ácido nítrico, se espesa la solución mediante un espesante y la solución supercalentada (de 100 a 170 °C) se inyecta en un granulador, se añade un aglomerante en polvo, se granula y se ajusta la temperatura del granulado, el material granulado se tamiza, la fracción apropiada del fertilizante granulado se separa, la fracción de mayor tamaño se muele y, junto con la fracción de tamaño inferior, se enfría y se devuelve al granulador.
La principal desventaja de estos procesos de granulación química conocidos estriba en que, debido a la diferente naturaleza física de los componentes iniciales, a menudo es necesaria la adición de agentes aglomerantes para la formulación del gránulo, lo cual encarece el procedimiento y aporta componentes adicionales, a veces no recomendables, al fertilizante final granulado obtenido.
La presente invención soluciona estas desventajas de los procedimientos conocidos, proporcionando un procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados, siendo el procedimiento del tipo de los que incluyen etapas de granulación, secado, acondicionamiento de la temperatura del grano y cribado, donde el material de partida utilizado consiste en componentes solubles e insolubles en agua y donde el procedimiento incluye, antes de la etapa de granulación, una etapa de obtención del material de partida en forma de mezcla homogeneizada como una suspensión acuosa espesa, también denominada en la técnica como “slurry”, seleccionándose los componentes solubles e insolubles que conforman el material de partida de entre azúcares, aminoácidos, ácidos orgánicos, poliaminas, alcoholes, nucleótidos, ácido bórico, leonardita, extractos de algas y combinaciones de los mismos, y una etapa de premezcla de este material de partida con otras materias primas seleccionadas de entre productos con alto contenido en nitrógeno, productos con alto contenido en fósforo, productos con alto contenido en potasio, productos con alto contenido en azufre, productos con alto contenido en calcio, materiales orgánicos, micronutrientes y combinaciones de los mismos.
En una realización de la invención, la etapa de obtención del material de partida con los componentes solubles e insolubles citados en forma de mezcla homogeneizada como una suspensión acuosa espesa se lleva a cabo en un dispersor en línea. El uso de esta tecnología en particular permite que estas materias primas que no son solubles y aquellas que no lo son conformen una mezcla homogeneizada, así como conseguir una mezcla con el tamaño de partícula óptimo para posteriores procesos de molturación, estando tal tamaño adaptado para ser idóneo al paso por la malla en posteriores etapas de cribado. En otra realización de la invención, la etapa de premezcla de este material de partida con las otras materias primas antes indicadas se lleva a cabo en una mezcladora de paletas. La ventaja del uso de la mezcladora de paletas en el procedimiento de la invención se basa en el hecho de que este equipo es capaz de mezclar gran cantidad de material sólido con material líquido ya dispersado. Otras posibilidades de uso mezcladoras conllevan desventajas para la presente invención, ya que habitualmente emplean agua como medio de vehiculación, lo que supone tanto alargar el tiempo de proceso como un sobrecoste debido a la necesidad de eliminar más agua de los productos granulados.
Los azúcares que conforman el material de partida se pueden seleccionar del grupo consistente en sacarosa, trehalosa, fructosa, glucosa, arabinosa, maltosa y cualquier combinación de los mismos.
Estos azúcares preferentemente están presentes en el fertilizante granulado obtenido según el proceso de la invención en una proporción del 0,1 al 15% en peso.
Los aminoácidos que conforman el material de partida se pueden seleccionar del grupo consistente en treonina, Usina, fenilalanina, ácido glutámico, metionina, ácido y- aminobutírico, ornitina, glicina, glutamina, ácido aspártico, serina, asparagina, tirosina, triptófano, valina, leucina, isoleucina, prolina, 4-hidroxiprolina, arginina, histidina, alanina, cisteína y cualquier combinación de los mismos.
Estos aminoácidos preferentemente están presentes en el fertilizante granulado obtenido según el proceso de la invención en una proporción del 0,01 al 30% en peso.
Los ácidos orgánicos que conforman el material de partida se pueden seleccionar del grupo consistente en ácido succínico, ácido oxálico, ácido glucónico, ácido treónico, ácido fumárico y cualquier combinación de los mismos.
Estos ácidos orgánicos preferentemente están presentes en el fertilizante granulado obtenido según el proceso de la invención en una proporción del 0,01 al 10% en peso.
Las poliaminas que conforman el material de partida se pueden seleccionar del grupo consistente en putrescina, espermidina, espermina y cualquier combinación de las mismas.
Estas poliaminas preferentemente están presentes en el fertilizante granulado obtenido según el proceso de la invención en una proporción del 0,01 al 10% en peso.
Los alcoholes que conforman el material de partida se pueden seleccionar del grupo consistente en glicerol y sus derivados, tal como glicerina.
Estos alcoholes preferentemente están presentes en el fertilizante granulado obtenido según el proceso de la invención en una proporción del 0,01 al 25% en peso.
Los nucleótidos que conforman el material de partida se pueden seleccionar del grupo consistente en adenina, guanina, citosina, timina y cualquier combinación de los mismos.
Estos nucleótidos preferentemente están presentes en el fertilizante granulado obtenido según el proceso de la invención en una proporción del 0,01 al 5% en peso.
La leonardita presente en el material de partida puede ser cualquier leonardita de cualquier procedencia y rica en ácidos húmicos y fúlvicos.
Esta leonardita preferentemente está presente en el fertilizante granulado obtenido según el proceso de la invención en una proporción del 1 al 40% en peso. Ejemplo de extractos de algas presentes en el material de partida se pueden seleccionar de cualquier extracto de alga con alto contenido en sorbitol, ácido algínico y/o manitol. Estos extractos de algas están presentes en una proporción del 0,01 al 15% en peso en el producto fertilizante final obtenido según el procedimiento de la invención.
Como ejemplos de productos con alto contenido en nitrógeno se pueden citar urea, sulfato amónico, nitrato potásico, nitrosulfato amónico, nitrato amónico, nitrato de calcio y similares. Estos productos con alto contenido en nitrógeno preferentemente están presentes en el fertilizante granulado obtenido según el proceso de la invención en una proporción del 1 al 75% en peso. Como ejemplos de productos con alto contenido en fósforo se pueden citar roca fosfórica, superfosfato triple, superfosfato, ácido fosfórico, estruvita y similares. Estos productos con alto contenido en fósforo preferentemente están presentes en el fertilizante granulado obtenido según el proceso de la invención en una proporción del 1 al 75% en peso.
Como ejemplos de productos con alto contenido en potasio se pueden citar feldespato, cloruro potásico, sulfato potásico, sulfato doble de potasio y magnesio, hidróxido potásico y similares. Estos productos con alto contenido en potasio preferentemente están presentes en el fertilizante granulado obtenido según el proceso de la invención en una proporción del 1 al 75% en peso.
Como ejemplos de productos con alto contenido en azufre se puede citar el azufre elemental. Estos productos con alto contenido en azufre preferentemente están presentes en el fertilizante granulado obtenido según el proceso de la invención en una proporción del 1 al 70% en peso.
Como ejemplos de productos con alto contenido en calcio se pueden citar cloruro de calcio, cianamida cálcica, sulfato de calcio, dolomita, caliza, óxido de calcio, hidróxido de calcio y similares. Estos productos con alto contenido en calcio preferentemente están presentes en el fertilizante granulado obtenido según el proceso de la invención en una proporción del 1 al 45% en peso.
Como ejemplos de materiales orgánicos se pueden citar estiércoles procedentes de ganado, por ejemplo de vacuno, ovino, porcino, conejo, gallina y similares. Estos materiales orgánicos preferentemente están presentes en el fertilizante granulado obtenido según el proceso de la invención en una proporción del 1 al 40% en peso.
Como ejemplos de micronutrientes se pueden citar hierro, zinc, manganeso, cobre, molibdeno cobalto, que pueden estar en forma de sales como sulfatos o cloruros, o combinados con agentes complejantes, tales como en forma de humatos, citratos, gluconatos, heptagluconatos, aminoatos y similares, o combinados con agentes quelantes, tales como EDTA, EDDHA, DPTA y similares. Estos micronutrientes preferentemente están presentes en el fertilizante granulado obtenido según el proceso de la invención en una proporción del 1 al 30% en peso. Además, en una forma de realización preferente, el procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados de acuerdo con la invención incluye la granulación de la premezcla obtenida a partir de las etapas antes descritas junto con un extracto de acuoso de microorganismos útiles para favorecer la activación de la microbiota del suelo y, con ello proporcionar, dependiendo de su naturaleza, una mayor fijación de nitrógeno, una mejora en la solubilización del potasio o una movilización de los diferentes micronutrientes del suelo. Este extracto acuoso, además de aportar las ventajas agronómicas debidas al extracto en sí, facilita en gran medida la formación de gránulos gracias al agua en el tales microorganismos están embebidos.
Preferentemente, los microorganismos utilizados y añadidos en la etapa de granulación se seleccionan de entre Pichia guilliermondii, Azotobacter chroococcum, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus simplex, Azoospirillum lipoferum, Pantoea alii, Rhizobium radiobacter, Paenibacilus polymyxa y combinaciones de los mismos. La ventaja de seleccionar estos microorganismo concretos se debe a que está descrito en bibliografía que son capaces de mejorar la fijación de nitrógeno, de facilitar la solubilización del fósforo y potasio, de liberar sideróforos o de proteger los cultivos frente al estrés abiótico.
En una forma de realización del procedimiento de la invención, en la etapa de obtención del material de partida en forma de mezcla homogeneizada como una suspensión acuosa espesa, los componentes solubles e insolubles citados se utilizan en una proporción en peso del 0,5 al 10% con respecto al peso del producto a granular en la etapa de granulación.
En otra forma de realización del procedimiento de la invención, en la etapa la premezcla, las otras materias primas indicadas están en una proporción entre el 5 y el 90% en peso con respecto al peso del producto a granular en la etapa de granulación. Aún en otra forma de realización del procedimiento de la invención, la cantidad de extractos de microorganismos añadidos en la etapa de granulación oscila entre el 5 y el 90% en peso con respecto al peso del producto a granular.
Ejemplos
Procedimiento general de fabricación industrial de fertilizantes granulados El procedimiento comienza con una combinación de los componentes solubles e insolubles en agua para obtener un material de partida en forma de mezcla homogeneizada como una suspensión acuosa espesa o “slurry”, lo cual se lleva a en un dispersor en línea. Esta mezcla es adicionada a una mezcladora de paletas junto con las diferentes materias primas, donde se lleva a cabo una premezcla de las materias primas junto con el slurry para posteriormente entrar al proceso de granulación.
En el proceso de granulación se adiciona el extracto acuoso de los diferentes tipos de microorganismos. Una vez llevada a cabo la granulación, que se puede realizar con cualquier tecnología adecuada, y ya conformados los gránulos generalmente con una humedad relativa de entre el 5%-10%, éstos se someten a una etapa de secado, por ejemplo en un secadero rotativo, para obtener gránulos secos con una humedad inferior al 3%. Posteriormente se introduce toda la masa de gránulos en un acondicionador para la reducción paulatina de temperatura y así evitar un rápido enfriamiento.
Finalmente, el producto es cribado en función del tamaño seleccionado, los gránulos con el tamaño adecuado son conducidos para su almacenamiento y los que están fuera del rango de tamaño son conducidos a un molino, donde toda la masa es molturada para volver a ser reintroducida en el granulador.
Ejemplo de obtención de un fertilizante granulado
Material de partida consiste en componentes solubles e insolubles en agua:
10% en peso de una combinación de:
• 60% en peso de ácido piroglutámico
• 10% en peso de maltosa
• 25% en peso de metionina
• 5% en peso de putrescina agua hasta 100%.
Una vez realizada esta mezcla, es adicionada en una proporción del 0,1% en continuo, para tener el 1% en la mezcla final de fertilizante, a la mezcladora de paletas junto con las siguientes materias primas, con un tamaño de partícula entre 300 pm y 1.200 pm, lo que implica que previamente estas materias primas han sido molturadas.
• 24% en peso de leonardita
• 65% en peso de feldespato
La humedad de salida de esta segunda mezcla oscila entre un 9% y 15%, ya que las materias primas también aportan algo de humedad. El producto obtenido es introducido en el granulador, donde se le adicionan los extractos de los diferentes microrganismos en un 10% en peso, el porcentaje de los extractos de microrganismos oscila en función de la concentración de los mismos, por ejemplo entre un 4% y un 18%, de forma que la concentración final sobre la muestra de fertilizante oscila entre el 0,2% y el 2% en peso.
En el granulador se lleva a cabo la conformación de los gránulos y se regula la humedad con la adición de agua si fuera necesario para conformar el gránulo. El producto granulado ya conformado sale del granulador con una humedad entre el 6% y el 10%. A continuación, los gránulos son introducidos en el secadero a una temperatura entre 330°C y 380°C en la cabeza del proceso y con una temperatura de salida entre 80°C y 95°C. La humedad de salida del secadero del producto obtenido oscila entre un 2% y un 4%.
A continuación, el producto pasará por un acondicionador de temperatura para un descenso gradual de temperatura desde 80 °C-95 °C hasta temperatura ambiente, por ejemplo mediante la aplicación de una corriente de aire seco, evitando así que el gránulo se enfríe absorbiendo humedad.
Una vez enfriados, los gránulos serán cribados para obtener un producto con un tamaño de partícula medio entre 2,5 mm y 5 mm. Los gránulos que no estén en este rango de tamaños serán introducidos en un molino para volver a alimentarse al granulador.
Ejemplo comparativo
Para poder comparar el procedimiento aquí descrito con procesos convencionales de granulación, se realiza un análisis de calidad de los diferentes componentes adicionados, esto es una medida analítica de una cantidad fija de gránulos producidos en cada uno de los procesos, de la invención y convencional. De ese modo se puede comprobar cómo la fabricación de fertilizantes con el procedimiento aquí descrito, junto con las materias primas seleccionadas, proporcionan un fertilizante granulado de alta calidad.
Para ello, como ejemplo comparativo, se obtiene un producto fertilizante empleando un granulador convencional y se comparan los resultados con el mismo producto obtenido según el procedimiento de la invención.
Se lleva toma una muestra representativa y por triplicado, tomando para cada réplica (R1, R2, R3) 1 kg de muestra, de un lote de cantidad de 100 kg. Los parámetros analizados se derivan de la premezcla y la adición a la mezcladora de paletas, en particular midiendo la riqueza de algunos componentes seleccionados, siendo la medida extrapolare al resto de los componentes del fertilizante final obtenido con cada uno de los procesos (medidas obtenidas mediante cromatografía líquida de ultra alta resolución-espectrometría de masas).
Los resultados obtenidos se muestran en la tabla siguiente:
Figure imgf000011_0001
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Como puede observarse el % de error se reduce considerablemente en el procedimiento de acuerdo con la invención, lo que permite asegurar que este nuevo procedimiento de fabricación industrial de fertilizantes es mucho más homogéneo.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados, siendo el procedimiento del tipo de los que incluyen etapas de granulación, secado, acondicionamiento de la temperatura del grano y cribado, caracterizado porque el material de partida utilizado consiste en componentes solubles e insolubles en agua en una proporción en peso del 0,5 al 10% con respecto al peso del producto a granular en la etapa de granulación, y porque el procedimiento incluye, antes de la etapa de granulación, una etapa de obtención del material de partida en forma de mezcla homogeneizada como una suspensión acuosa espesa, seleccionándose los componentes solubles e insolubles de entre azúcares, aminoácidos, ácidos orgánicos, poliaminas, alcoholes, nucleótidos, ácido bórico, leonardita, extractos de algas y combinaciones de los mismos, y una etapa de premezcla de este material de partida con otras materias primas seleccionadas de entre productos con alto contenido en nitrógeno, productos con alto contenido en fósforo, productos con alto contenido en potasio, productos con alto contenido en azufre, productos con alto contenido en calcio, materiales orgánicos, micronutrientes y combinaciones de los mismos en una proporción entre el 5 y el 90% en peso con respecto al peso del producto a granular en la etapa de granulación.
2. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde la etapa de obtención del material de partida con los componentes solubles e insolubles en forma de mezcla homogeneizada como una suspensión acuosa espesa se lleva a cabo en un dispersor en línea.
3. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde la etapa de premezcla del material de partida con las otras materias primas se lleva a cabo en una mezcladora de paletas.
4. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde los azúcares se seleccionan del grupo consistente en sacarosa, trehalosa, fructosa, glucosa, arabinosa, maltosa y cualquier combinación de los mismos.
5. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde los azúcares están presentes en el fertilizante granulado obtenido en una proporción del 0,1 al 15% en peso.
6. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, dondelos aminoácidos se seleccionan del grupo consistente en treonina, lisina, fenilalanina, ácido glutámico, metionina, ácido g-aminobutírico, ornitina, glicina, glutamina, ácido aspártico, serina, asparagina, tirosina, triptófano, valina, leucina, isoleucina, prolina, 4-hidroxiprolina, arginina, histidina, alanina, cisteína y cualquier combinación de los mismos.
7. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde los aminoácidos están presentes en el fertilizante granulado en una proporción del 0,01 al 30% en peso.
8. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde los ácidos orgánicos se seleccionan del grupo consistente en ácido succínico, ácido oxálico, ácido glucónico, ácido treónico, ácido fumárico y cualquier combinación de los mismos.
9. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde los ácidos orgánicos están presentes en el fertilizante granulado obtenido en una proporción del 0,01 al 10% en peso.
10. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde las poliaminas se seleccionan del grupo consistente en putrescina, espermidina, espermina y cualquier combinación de las mismas.
11. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde las poliaminas están presentes en el fertilizante granulado obtenido en una proporción del 0,01 al 10% en peso.
12. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde los alcoholes se seleccionan del grupo consistente en glicerol y sus derivados.
13. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde los alcoholes están presentes en el fertilizante granulado obtenido en una proporción del 0,01 al 25% en peso.
14. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde los nucleótidos se seleccionan del grupo consistente en adenina, guanina, citosina, timina y cualquier combinación de los mismos.
15. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde los nucleótidos están presentes en el fertilizante granulado obtenido en una proporción del 0,01 al 5% en peso.
16. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde la leonardita está presente en el fertilizante granulado obtenido en una proporción del 1 al 40% en peso.
17. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde los extractos de algas están presentes en una proporción del 0,01 al 15% en peso en el fertilizante granulado obtenido.
18. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde los productos con alto contenido en nitrógeno están presentes en el fertilizante granulado obtenido en una proporción del 1 al 75% en peso.
19. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde los productos con alto contenido en fósforo están presentes en el fertilizante granulado obtenido en una proporción del 1 al 75% en peso.
20. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde los productos con alto contenido en potasio están presentes en el fertilizante granulado obtenido en una proporción del 1 al 75% en peso.
21. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde los productos con alto contenido en azufre están presentes en el fertilizante granulado obtenido en una proporción del 1 al 70% en peso.
22. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde los productos con alto contenido en calcio están presentes en el fertilizante granulado obtenido en una proporción del 1 al 45% en peso.
23. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde los materiales orgánicos están presentes en el fertilizante granulado obtenido en una proporción del 1 al 40% en peso.
24. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación 1, donde los micronutrientes están presentes en el fertilizante granulado obtenido en una proporción del 1 al 30% en peso.
25. Procedimiento para la fabricación industrial de fertilizantes granulados según la reivindicación cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24, que además incluye la granulación de la premezcla junto con un extracto de acuoso de microorganismos seleccionados de el grupo consistente en Pichia guilliermondii, Azotobacter chroococcum, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus simplex, Azoospirillum lipoferum, Pantoea alii, Rhizobium radiobacter, Paenibacilus polymyxa y combinaciones de los mismos, en una cantidad entre el 5 y el 90% en peso con respecto al peso del producto a granular.
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