Brevet FR2030228A1 — publié le 19701113

L'invention concerne un procédé pour la réduction de l'hygroseopicité dynamique des grains d'urée en traitant ceux-ci avec une substance huileuse. En cas de transport en vrac ou d'un stockage en plein air 5 dans des régions chaudes où. l'air a une humidité relativement élevée, l'urée en forme de grains peut tomber en déliquescence par suite d'une trop grande absorption d'humidité, ce qui est accompagné au préalable d'une capacité fortement croissante des grains à s'agglomérer et d'une perte de propriétés d'écoulement. 10 La valeur/seuil pour l'absorption d'humidité de l'urée à 20°0 est de 77 % d'humidité relative de l'air j à 40°0 la valeur-seuil est de 63,5 $> "d*humidité relative„ Ceci implique que dans les régions chaudes, où l'humidité est le plus souvent supérieure à cette valeur, l'urée non emballée absorbera toujours de' l'humi-15 dité et finira par tomber complètement en déliquescence» Pour cette absorption d'humidité deux facteurs jouent un rôle, à savoir ï 1. l'hygroscopioité dynamique, par laquelle on entend la vitesse de l'absorption d'humidité, et 20 2. la capacité hygroscopique, par laquelle on entend la quantité d'humidité que le produit peut absorber sans qu'il perde ses propriétés d'écoulement. Pour un produit en vrac tel que il'urée il importe surtout de diminuer l'hygroseopicité dynamique de sorte qu'il passe plus 25 de temps avant que le point de déliquescence soit atteint et que les grains d'urée peuvent donc être stockés plus longtemps ; mais épandus sur le sol, ces grains doivent se dissoudre finalement. A la figure 1, la courbe 1 représente graphiquement l'hygroscopioité dynamique de grains d'urée non traités, d'un diamètre de 30 1,7 ra en moyenne, dans de l'air ayant une température de 25°C et une humidité relative de 80 56. Verticalement on a reproduit le pourcentage d'humidité absorbée et horizontalement le temps qui est nécessaire pour cette absorption. La courbe 1 du graphique montre qu'au bout de 25 heures déjà les grains peuvent 35 avoir une humidité de 25 ce qui est absolument non désiré. Du brevet britannique ïï° 335 175 on connaît déjà un procédé pour diminuer la "tendance à l'agglomération" des engrais en forme de grains, parmi lesquels l'urée, en enrobant ceux-ci d'une substance huileuse ou graisseuse; de préférence on utilise 70 02483 2 2030228 une huile minérale qui contient une matière solide hydrophobe telle qu'une cire, la paraffine, une graisse ou une substance pareille soluble dans l'huile, et cela dans une quantité de 10 fi à 20 fi calculée sur la quantité d'huile. Conformément à ce procédé connu, la tendance à l'agglomération des grains et la perte des propriétés d'écoulement pourraient être supprimées. Les quantités mentionnées dans le brevet donnent une protection absolument trop faible pour les régions tropiques. Si l'on utilise par exemple une solution de 10 fi de paraffine dans de l'huile, dans une quantité de 0,5 à 1 fi par rapport au poids des grains, comme on peut le voir à la courbe 2 de la Figure 1, qu'à une température de 25 °C et en cas d'une humidité relative de 80 fi, les grains ont déjà absorbé 9 fi d'humidité dan» les 24 heures et 11,5 fi au bout de 4 semaines, lesquels pourcentages étant inadmissibles. Si, au lieu de paraffine, on ajoute une graisse animale ou végétale à l'huile, on ne constate presque aucune protection» Le brevet britannique ne dit pas qu'on peut utiliser avantageusement des combinaisons de cire, de paraffine ou de graisse dissoutes dans une huile minérale* Sous ce rapport, il faut remarquer qu'il serait fâcheux aussi d'augmenter considérablement la quantité de paraffine à utiliser soit en dissolvant plus de paraffine dans l'huile soit en traitant les grains avec plus de 0,5 & à 1 fi de mélange huile-paraffine» Si l'on utilise une trop grande quantité de paraffine, les grains vont adhérer l'un à l'autre et ils sont hydrophobes même sur le sol* Une proposition est décrite dans le brevet britannique no. 575*617* On part alors d'une huile dans laquelle on a dissous unecire; l'huile peut se composer d'un mélange d*une huile végétale et d'une huile minérale. Les exemples sont basés sur un mélange contenant 20 à 50 fi de paraffine alors que les grains à traiter sont introduits, tout en agitant, dans le mélange fondu à une température de 70 °C« Le même désavantage se rencontre dans le procédé selon le brevet néerlandais no. 81.050 suivant lequel des grains d'urée sont immergés dans une huile minérale qui contient également au moins 15 fi en poids d'hydrocarbures solides. Ni. le traitement des grains d'urée, connu de la technique avec une solution de paraffine dans de l'huile ni un traitement avec une solution d'une graisse solide dans de l'huile ne peuvent 70 02483 3 2030228 entraîner la diminution désirée de l'hygroscopicité dynamique, . même si les substances sont utilisées en quantité justifiée. L'invention a pour objet un procédé pour enduire les grains d'urée d'une quantité d'agent aussi faible que possible de telle 5 manière que les grains, étant conservés d'abord pendant 3 mois dans une enceinte fermée à la température ambiante et puis stockés dans un exsiccateur pendant 24 heures'à une température de 25 °C et une humidité relative de 80 %, absorbent moins de 5 % en poids de liquide. Cette condition va beaucoup plus loin que 10 la diminution de la tendance à l'agglomération des grains. Comme on le sait, la protection voulue est assurée par la mince couche de paraffine qui reste sur les grains après le traitement. Cet enrobage sert de barrière pour la diffusion de vapeur d'eau. Vu la faible épaisseur admissible de cette couche 15 - environ 0,3 H - sa valeur devra répondre à des conditions de densité élevées, ce qui n'est pas le cas si l'on applique le procédé connu. De plus, il paraît qu'une réaction d'addition entre la paraffine et l'urée peut se produire. Par opposition à ce qui a été dit dans le brevet britannique no. 908.642 on est 20 d'avis que cette réaction d'addition entraîne une nette diminution de l'efficacité de l'enrobage. Conformément à l'invention on. obtient un enrobage meilleur et stable si l'on utilise une huile minérale qui contient, outre 5 % en poids jusqu'à 20 % en poids de paraffine solide, 1 % en 25 poids jusqu'à 15 % en poids d'une graisse animale ou végétale ou une huile animale ou végétale, alors que la température des grains d'urée à traiter se situe entre 30 °C et 65 °C. Cette solution sera dénommée ci-dessous comme "agent d'enrobage". Il faut remarquer que selon la demande d'un brevet d'in-30 vention néerlandaise no 6411244 il est connu de traiter des grains d'urée exclusivement avec des glycérides d'acide gras solides. Ce procédé n'a pour but que de diminuer la tendance à l'agglomération des- grains. Les graisses ou huiles animales ou végétales qui, selon 35 l'invention sont utilisées en combinaison avec la paraffine dissoute dans l'huile, ont probablement deux fonctions qui provoquent un autre effet qu'on pourrait attendre de l'utilisation de chacune des matières seule dissoute dans l'huile. Vo-ici ces fonctions: 70 02483 4 2030228 1. diminution de la tension interfaciale entre la paraffine et l'urée de sorte que l'enrobage peut se répartir plus facilement de façon homogène sur les grains d'urée; et 2. inhibition de la réaction d'addition entre la paraffine et 5 l'urée, de sorte que l'efficacité de l'enrobage n'est plus dérangée. Certains aspects ont une importance pratique pour l'application du présent enrobage sur les grains d'urée, à savoir: 1. la réalisation d'une répartition homogène de l'agent d'enro-10 bage sur les grains en arrosant ceux-ci de la manière exacte et/ou en les faisant fréquemment changer de place, par exemple dans un tambour d'enrobage; 2. l'opération à une température de l'agent d'enrobage qui est sufisamment élevée, à savoir environ 10 à 20 °C au-dessus du 15 point dé congélation de l'agent, pour éviter l'obstruction des conduites et des gicleurs; 3- la viscosité de. l'agent doit être suffisamment basse pour qu'on puisse bien le faire jaillir. A cet effet, une température d'environ 40 °C suffit;. 20 4. la température des grains d'urée doit être suffisamment élevée puisque, cette température étant trop basse, l'agent d'enrobage peut se cristalliser de sorte qu'un enrobage complet de la surface des grains est impossible. On a constaté qu'un bon enrobage peut être réalisé pour les grains qui ont 25 une température de 30 °C ou plus. A une température au-dessus de 65 °C> la paraffine est absorbée et il se produit en même temps une réaction d'addition accélérée. Alors, le produit garde plus longtemps sa nature gluante. Comme on le sait on peut utiliser comme huile minérale 30 beaucoup d'espèces d'huiles bon marché et de préférence inodores et pour obtenir un résultat optimal il suffit d'utiliser une quantité d'environ 0,8 % en poids calculée sur le poids de grains Comme huile ou graisse animales ou végétales on peut utiliser des triglycérides tels que l'huile de lin, l'huile de colza, 35 l'huile d'olive, l'huile de soya ou des hùile-s animales telles que par exemple l'huile de pied de boeuf; 'ensuite la graisse de coco, la graisse de porc, le suif de boeuf; ces graisses et huiles, éventuellement sous la forme hydrogénée, comme huile siccative ou à l'état partiellement polymérisé. Ce rapport de 40 mélange d'huile, de paraffine et de graisse ou d'huile n'est pas 70 02483 5 2030228 lié à des limites critiques. On peut obtenir des résultats optimaux si l'onutilise un agent d'enrobage composé de 80 % en poids d'huile minérale, de 10 % en poids de paraffine et de 10 % en poids de graisse ou d'huile. L'emploi d'huile de soya dans l'agent 5 d'enrobage est particulièrement satisfaisant. Le traitement de grains d'urée avec une huile minérale-qui contient, outre 5 % en poids jusqu'à 20 % en poids de paraffine solide, 1 % en poids jusqu'à 15 % en poids d'une graisse animale ou végétale ou d'une huile animale ou végétale, peut aussi faire 10 partie d'un procédé pour granuler l'urée à partir d'une masse fondue dans une huile ayant la composition susdite. L'invention sera expliquée à l'aide d'exemples. Exemple 1 Des -grains d'urée provenant directement de la" production 15 sont tamisés jusqu'à une fraction de 1,0 à 3,4; ensuite 2 kg de ces grains sont arrosés avec un agent d'enrobage à indiquer encore dans une quantité de 0,8 % en poids et cela dans un tambour rotatif ..à une température de 40 °C. On stocke les grains enrobés pendant 4 semaines, puis 12 semaines à la température ambiante dans 20 une enceinte fermée et puis on les conserve pendant 24 heures dans un exsiccateur à une température de 25 °C et une humidité relative de 80 %. Les résultats moyens de chaque'fois 10 observations sont: Agent d'enrobage Teneur en humidité en % en poids en 24 heures dans. 1'exsiccateur après 4 semaines après 12 . semaines non traité 25 tombe en déliquescence 90 % d'huile 10 % de paraffine 9,3 11,5 10,9 80 % d'huile 10 % de paraffine 10 % de graisse 3,5 3,4 ' 5,0 80 % d'huile 10 % de paraffine 10 % d'huile de soya 0,8 1,9 1,9 70 02483 6 2030228 A la figure 1, les courbes 1, 2 et 3 indiquent l'absorption d'humidité par l'urée non traitée et l'urée traitée avec respectivement 90 % d'huilé et 10 % de paraffine, et 80 % d'huile, 10 % de paraffine et 10 % de graisse.. 5 Exemple 2 Cet essai est une imitation du transport en vrac d'urée par bateau dans les régions tropiques. A cet effet on utilise deux cylindres en verre d'un diamètre de 6,5 cm et d'une longueur de 20 cm. On remplit un cylin-10 dre avec de l'urée non traitée et l'autre avec de l'urée qui a été enduite d'un agent composé de 80 % en poids d'huile, de 10 % en poids de paraffine et de 10 % en poids d'huile de soya, tel qu'il a été indiqué à l'exemple 1. On conserve les deux cylindres pendant un mois à 23 °C dans une atmosphère humide 15 d'une teneur en humidité relative de 90 En pesant chaque jour les deux cylindres on peut calculer l'hygroscopicité dynamique, ce qui a été indiqué par la courbe 4 à la figure 2 pour l'urée non traitée et par la courbe 5 "pour l'urée traitée. Dans cette figure on a reproduit verticalement le pourcentage d'humidité 25 absorbée et horizontalement le temps nécessaire pour l'absorption. 70 02483 7 2030228 REVENDICATIONS 1» Procédé pour la réduction de l'hygroscopicité dynamique de grains d'urée en traitant ceux-ci avec une substance huileuse, caractérisé en ce que les grains d'urée sont traités avec une huile minérale qui contient, outre 5 ^ en poids jusqu'à 20 % 5 en poids de paraffine solide, 1 ^ en poids jusqu'à 15 "h en poids d'une graisse animale ou végétale ou d'une huile animale ou végétale, la température des grains d'urée à traiter se situant entre 30 *C et 65 #C. 2* Précédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 10 qu'on utilise environ 0,8 % en poids d'huile minérale, calculé sur'le poids des grains* 3* Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les triglycérides tels que l'huile de lin, l'huile de colza, l'huile d'olive, l'huile de soya, l'huile de pied de 15 boeuf, la graisse de coco, la graisse de porc, le suif de boeuf, sont utilisés éventuellement sous la forme hydrogénée comme huile siccative ou à l'état partiellement polyaérisé* 4« Précédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en oe que les grains d'urée sont traités avec un agent 20 composé d'environ 80 en poids d'huile minérale, de 10 Jt en poids de paraffine et de 10 56 en poids d'huile végétale, en particulier d'huile de soya* 5* Grains d'urée traités suivant le procédé de l'une des revendications 1 à 4»