ПРОДУКТ ИЗ ЧАСТИЦ УДОБРЕНИЯ, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ
PRODUCT FROM FERTILISER PARTICLES, PREPARATION METHOD AND USE THEREOF

Изобретение относится к продукту, состоящему из покрытых частиц удобрения, к способу получения продукта из покрытых частиц удобрения и к применению этого продукта.
Хорошо известно об обработке гранулированного удобрения маслянистым продуктом, в котором помимо указанного масла могут содержаться воск, полимеры, жирные амины или другие поверхностно-активные агенты, для защиты от слеживания и пыления. Покрытие можно наносить, например, распылением покровного вещества при температуре 80°С через форсунку на гранулированное удобрение во вращающемся барабане, температура гранулированного удобрения варьируется в пределах от 30 до 50°С. В конце удобрение обрабатывают порошкообразным тальком или другим тонко измельченным материалом.
Суспензия покровного вещества, содержащая неорганические частицы и жидкую органическую фазу, известна из публикации WO 0076649, где указанные неорганические частицы подвергают расслаивающему измельчению в органической жидкой фазе. Указанными неорганическими частицами могут быть тальк, каолин либо слюда, тогда как указанной органической фазой может быть минеральное масло или воск. Минералы, упоминающиеся в данной публикации, являются недиспергируемыми в масле, и, следовательно, при их использовании необходима отдельная стадия измельчения.
В патенте US 6558455 раскрыт способ нанесения покрытия на удобрения, где на гранулы удобрения сначала наносят при перемешивании твердое неорганическое вещество, улучшающее сыпучесть такого удобрения, например тальк, после чего на поверхность удобрения, таким образом покрытого указанным неорганическим веществом, добавляют гидрофобное жидкое вещество, например воск или парафин. Указанные неорганические вещества, упоминающиеся в этой публикации, использовались для улучшения сыпучести удобрения, и, кроме того, указанные вещества, пока не обработаны, не в состоянии фиксировать на поверхности удобрения указанное гидрофобное жидкое вещество.
Удобрения содержат неорганические соли и к тому же их поверхность может быть запыленной, либо пыль может образовываться в процессе хранения или транспортировки. При работе с такими удобрениями вручную их компоненты или пыль удобрения могут вызвать обезвоживание рук. В то время как указанные выше покровные растворы направлены на улучшение физических свойств удобрения, решение проблемы обезвоживающего действия удобрений на руки до сих пор не найдено.
В ходе поиска решения проблемы обезвоживания рук при работе с удобрением было установлено, что смешивание гелеобразующего агента с маслянистой жидкостью, тестируемой в качестве покрытия частиц удобрения, с последующим нанесением полученной смеси на частицы удобрения дает продукт, позволяющий устранить проблемы указанного способа, сохраняя при этом остальные свойства. Продукт изобретения характеризуется тем, что указанное покрытие содержит гель, полученный из указанной маслянистой жидкости, и гелеобразующий агент.
Термин гель в данном контексте означает не только обычный гель, приготовленный из твердого вещества и жидкости, но также и гель, содержащий жидкость, затвердевающую при комнатной температуре. Последний обычно получают проведением гелеобразования при повышенной температуре с последующим охлаждением, при этом происходит затвердевание жидкой части.
Покрытие продукта изобретения удерживает маслянистые жидкости, тем самым предотвращая или замедляя их абсорбцию частицами удобрения. При контакте покрытых частиц удобрения с кожей часть маслянистой жидкости на поверхности частиц удобрения будет оставаться на руках. Поскольку маслянистая жидкость в гелеобразном состоянии является жирной, работа с частицами удобрения согласно изобретению не будет приводить к обезвоживанию рук, как это происходит при работе с обычными частицами удобрения, но к тому же покрытие частиц удобрения согласно изобретению будет скорее выступать в роли кондиционирующего крема, полезного для рук. Маслянистая жидкость может быть выбрана из компонентов, безопасных для кожи. Помимо улучшения свойств продукта при работе с ним, изобретение приводит к улучшению физических характеристик продукта, а именно, изобретение снижает пылеобразование, слеживание и абсорбцию влаги, и, кроме того, уменьшает нарушение структуры частиц удобрения, поскольку маслянистая жидкость покрытия удерживается на частице удобрения без значительной абсорбции внутрь частицы.
Продукт изобретения, состоящий из покрытых частиц удобрения, включает от 95 до 99,95 мас.%, предпочтительно, от 98,5 до 99,5 мас.% частиц удобрения и от 5 до 0,05 мас.%, предпочтительно, от 1,5 до 0,5 мас.% покрытия, при этом указанное покрытие содержит смесь, состоящую из маслянистой жидкости в количестве от 70 до 99,5 мас.%, предпочтительно, от 87 до 97 мас.%, и гелеобразующего агента в количестве от 30 до 0,5 мас.%, предпочтительно, от 13 до 3 мас.%.
Согласно изобретению покрываемые частицы удобрения могут быть приготовлены из пылящего, гигроскопичного и/или слеживающегося вещества с размером частиц от 0,3 до 6 мм, предпочтительно, от 0,5 до 5 мм, еще более предпочтительно, от 0,5 до 4 мм. Компоненты частиц удобрения включают, например, азот, фосфор или калий, либо их смеси. Кроме того, частицы удобрения могут содержать дополнительные питательные элементы, такие как магний, калий, натрий или сера, а также их смеси. Частицы удобрения также могут содержать микроэлементы, такие как бор, кобальт, медь, железо, марганец, молибден или цинк, либо их смеси. Согласно варианту осуществления указанные частицы удобрения могут содержать только дополнительные питательные элементы, такие как кальций, например, известь, либо указанные частицы могут содержать только микроэлементы, или их смеси. Предпочтительный размер частиц удобрения может варьироваться в зависимости от способа гранулирования, и составляет обычно от 3 до 4 мм для частиц, приготовленных способом влажного гранулирования, и, как правило, от 1 до 3 мм для частиц, приготовленных способом сухого гранулирования. Изобретение особенно подходит для частиц, полученных с помощью прессования, поскольку такие частицы могут содержать плоскости трещин и острые края, которые будут легко ломаться и пылить при работе с ними. Помимо этого, плотная структура, получаемая с помощью прессования, может слегка прорываться при хранении или под действием влаги, абсорбированной из атмосферы, тем самым давая начало трещинам и капиллярам, приводя к тому, что обычное покрытие будет абсорбироваться внутрь углублений и капилляров, образующихся при этом на поверхности структуры.
2
2
Покрытие покрытой частицы удобрения продукта согласно изобретению включает маслянистую жидкость и гелеобразующий агент, предназначенный для смешивания с указанной маслянистой жидкостью. Указанная маслянистая жидкость содержит от 50 до 100 мас.%, предпочтительно, от 70 до 100 мас.% масла, при этом указанное масло находится в жидкой форме, по меньшей мере, при гелеобразовании, но в конечном итоге затвердевает при комнатной температуре и, кроме того, указанная жидкость, как правило, содержит масло, которое может быть синтетическим углеводородом, углеводородом на основе минеральных масел, органическим маслом, их производным или смесью. Указанный углеводород представляет собой линейный, разветвленный или циклический алкан или смесь алканов с вязкостью, предпочтительно, в пределах от 2,7 до 15 мм/с, определяемой при температуре 100°С согласно ASTM D 445, и/или с точкой затвердевания, предпочтительно, в пределах от 25 до 40°С, определяемой согласно ASTM D 97. Органическое масло, предпочтительно, представляет собой триглицерид (растительное масло), другой модифицированный эфир жирной кислоты, природный воск или их смесь с вязкостью, предпочтительно, в пределах от 6 до 9 мм/с (ASTM D 445) и/или точкой затвердевания, предпочтительно, в пределах от 25 до 40°С (ASTM D 97).
Гелеобразующий агент для смешивания с маслянистой жидкостью предназначен для получения органической фазы в гелеобразном состоянии, при этом указанный гелеобразующий агент может быть выбран из группы, состоящей из агентов для гелеобразования масел или маслянистых жидкостей, таких как полимочевина, органофильная глина, глина, которая может быть органофилизована, и поверхностно-активные вещества и/или их смеси, предпочтительны органофильные глины. Глинистый материал из органофильной глины может быть, например, глиной, главным образом, типа смектита, например, глинами типа бентонита или гекторита или палыгорскита, аттапульгита или сепиолита, которые уже являются или будут органофилизованы, либо их смесями, предпочтителен органофильный сепиолит. Под органофилизацией имеется в виду химическая обработка, модифицирующая глины для приобретения ими органофильности, как это известно в данной области техники, с получением в результате глин, диспергируемых в масле. Гелеобразующие глинистые материалы изобретения характеризуются тем, что имеют характерную трехмерную структуру, представляющую собой структуру с углублениями или порами, способными фиксировать либо адсорбировать маслянистые жидкости. Например, сепиолит имеет микроволокнистую структуру с каналами. Указанные каналы образованы из соединенных пор разных форм и размеров, сетчатых структур.
Способ изобретения характеризуется тем, что маслянистую жидкость и гелеобразующий агент подают в виде смеси на поверхность частицы, указанная смесь при этом образует гель. Покрытие готовят перемешиванием от 0,5 до 30 мас.%, предпочтительно, от 3 до 13 мас.% гелеобразующего агента в маслянистой жидкости. Для добавления гелеобразующего агента маслянистую жидкость нагревают до температуры в интервале от 50 до 100°С, предпочтительно, от 65 до 85°С, после чего к указанной маслянистой жидкости при перемешивании добавляют гелеобразующий агент.
Консистенция покрытия, полученная с помощью гелеобразования маслянистой жидкости, предпочтительно, позволяет его распылять, тонко распылять или наливать на частицы удобрения при температуре от 55 до 95°С, предпочтительно, от 65 до 85°С. Во время нанесения покрытия температура частиц может варьировать от -20 до +60°С, предпочтительно, от 0 до 40°С. Покрытие изобретения характеризуется тем, что оно затвердевает на поверхности частиц, по меньшей мере, частично, при этом образуя покрытие, оказывающее кондиционирующее действие на руки и улучшающее физические свойства продукта. Нанесение покрытия на частицы выполняют на оборудовании, подходящем для данного способа, например, в барабане для нанесения покрытия, подавая покрытие при температуре от 55 до 95°С на поверхность частиц. Процесс нанесения покрытия может проводиться непрерывно или периодически. Покрытие подают на поверхность частиц в количестве от 0,05 до 5 мас.%, предпочтительно, от 0,5 до 1,5 мас.% от массы удобрения в форме покрытых частиц.
Согласно варианту осуществления изобретения маслянистую жидкость можно перевести в гелеобразное состояние, используя маслянистую жидкость, содержащую глину, органофилизованную с помощью катионного поверхностно-активного агента, например четвертичного аммониевого соединения, такого как жирный алкилбензилдиметиламмонийхлорид.
Согласно варианту осуществления изобретения после нанесения покрытия удобрение в форме покрытых частиц может быть стандартно обработано тонко измельченным порошкообразным минералом, таким как тальк.
Для обеспечения требуемых свойств, таких как запах и/или цвет, в продукт могут быть введены добавки. Вещества, наделяющие запахом, включают отдушки, например, вещества, используемые для этой цели в пищевых или косметических продуктах. Агенты, наделяющие продукт цветом, включают пигменты, такие как пигменты, используемые в простых красках, или красители, например карамельные красители. Кроме того, для улучшения свойств в продукт могут быть введены амины, предпочтительно амины жирного ряда. Указанные добавки могут быть введены в частицы и/или в покрытие, предпочтительно в покрытие. В покрытие могут быть добавлены вещества, используемые в увлажняющих кремах, такие как глицерин или мочевина.
2
При работе с покрытыми частицами удобрения согласно изобретению вручную кожа рук не обезвоживается, а, напротив, становится приятной на ощупь. Дерматологические испытания удобрения в форме покрытых частиц согласно изобретению в соответствующих исследовательских центрах дали результаты, подтверждающие, что продукт не раздражает кожу и не вызывает аллергию. Кроме того, продукт подвергали испытаниям на пылеобразование и склонность к слеживанию, измеряя физические параметры. При испытании на пылеобразование заданную навеску продукта псевдоожижали в потоке воздуха в течение 2 минут. Скапливающуюся на фильтровальной бумаге пыль взвешивали, результат выражали в мг пыли/кг образца. При испытании на склонность к слеживанию образцы объемом приблизительно 90 мл помещали в небольшие пластиковые пакеты, которые закрывали и подвергали давлению (1 кг/см) в течение 24 часов. Давление сбрасывали, и пакеты однократно бросали с высоты 48 см. Пакеты открывали на сито с ячейками 7,1 мм, слежавшаяся часть образца оставалась на сите, тогда как оставшаяся часть проходила сквозь него. Слеживание выражали в массовых %. Результаты тестов показывают, что помимо благоприятного кондиционирующего воздействия на руки, продукт изобретения обладает очень хорошими физическими свойствами.
Пример 1
2
Приготовление покрытия. 1145 кг маслянистой жидкости при температуре 70°С, White Coat (Fortum Oyj), с вязкостью 4,1 мм/с (при 100°С) и точкой затвердевания +35°С закачивали в смеситель, оборудованный терморезисторами. Начинали перемешивание, после чего к маслянистой жидкости добавляли 90 кг органофильного сепиолита (Pangel В20, Grupo Tolsa). Покрытие было готово к применению после перемешивания в течение еще 20 минут при температуре 70°С.
Пример 2
Нанесение покрытия на гранулы удобрения. Покрытие, приготовленное в соответствии с примером 1, нагретое до температуры 75°С, распыляли в виде легкой дымки, нагнетая мембранным насосом через форсунку и используя для распыления воздух, на гранулы удобрения в барабане для нанесения покрытия. Смешанное удобрение NK-типа, полученное прессованием, имеет соотношение питательных веществ 10-0-19 (N-P-K) и размер частиц в пределах от 0,5 до 1,5 мм. Температура удобрения при нанесении покрытия составляла 4°С. В процессе нанесения покрытия материал покрытия распыляли непрерывно в количестве 10 кг на тонну удобрения.
Пример 3
Свойства продукта. С покрытыми гранулами удобрения работали вручную голыми руками, при этом отмечалось не обезвоживание, а скорее, приятное ощущение для рук. Дополнительно измеряли пылеобразование от гранул и получали результаты, представленные в Таблице 1 для 2 и 40 дня после нанесения покрытия. Для контроля использовали непокрытые гранулы удобрения и гранулы, покрытые промышленным покровным материалом на основе масла (контрольное покрытие). Контрольное покрытие использовали в таких же количествах, как покрытие примера 1, то есть 10 кг/т.
Таблица 1
Содержание пыли в гранулах удобрения
Продукт
Время хранения 2 дня
Время хранения 40 дней
Непокрытые гранулы
8000 мг/кг
10000 мг/кг
Гранулы, покрытые контрольным покрытием
2000 мг/кг
3400 мг/кг
Гранулы примера 2
1500 мг/кг
1500 мг/кг
Пример 4
Нанесение покрытия на гранулы удобрения. Нанесение покрытия на гранулы удобрения проводили в соответствии с примером 2, но в качестве удобрения для нанесения покрытия использовали смешанное удобрение NPK с соотношением питательных элементов 8-4-14 (N-P-K) и размером частиц от 1 до 3 мм, приготовленное прессованием. Материал покрытия использовали в количестве 10 кг/т. Во время нанесения покрытия температура удобрения составляла 2°С.
Пример 5
Дерматологическое исследование. Продукт, приготовленный по методике примера 4, подвергали дерматологическому испытанию в специализированном исследовательском институте с целью определения склонности продукта вызывать аллергии или раздражения кожи. Продукт наносили на тестовый пластырь (Leukotest (R), Fa. Hartmann), затем фиксировали пластырь на коже руки и оставляли на 24 часа. Пластырь удаляли, после чего дерматолог обследовал место сразу же после удаления и через 48 и 72 часа после начала испытания. Результаты этого дерматологического теста интерпретировали в соответствии с рекомендациями ICDRG (International Contact Dermatitis Research Group (Международная рабочая группа по контактным дерматитам)). Во время испытания ни у одного из испытуемых не появилось признаков раздражения кожи.
Пример 6
Приготовление покрытия
92,5 г маслянистой жидкости из примера 1 взвешивали и помещали в мерный стакан при температуре 60°С. Указанную маслянистую жидкость перемешивали магнитной мешалкой и затем нагревали до температуры 85°С и добавляли 7,5 г органофильного сепиолита. Перемешивание продолжали в течение 5 минут и получали готовый к употреблению материал покрытия.
Пример 7
Нанесение покрытия на гранулы удобрения. 10 кг смешанного удобрения NPK, полученного прессованием, с соотношением питательных элементов 8-4-14 (N-P-K), взвешивали и помещали в бетономешалку. Начинали перемешивание, после чего через форсунку, используя для распыления воздух, на гранулы удобрения распыляли 70 г покрытия из примера 6. Форсунку нагревали до температуры 80°С в горячей камере и извлекали из нее непосредственно перед распылением. Воздух, используемый для распыления, нагревали приблизительно до температуры 80°С. Во время нанесения покрытия температура гранул удобрения составляла 18°С.
Пример 8
Свойства продукта. С покрытыми гранулами удобрения, приготовленными в соответствии с методикой примера 7, работали вручную голыми руками, получая в результате приятное ощущение для рук вместо обезвоживания. Результаты, представленные в Таблице 2, получены при измерении пылеобразования и слеживания для покрытых гранул удобрения, приготовленных по методике примера 7. В качестве контроля использовали непокрытые гранулы удобрения и гранулы, покрытые промышленным покровным материалом на основе масла (контрольное покрытие). Контрольное покрытие применяли в тех же количествах, что и покрытие примера 6, а именно, 70 г/кг.
Таблица 2
Физические свойства гранул удобрения
Продукт
Пыль
Слеживание
Непокрытые гранулы
6100 мг/кг
2%
Гранулы, покрытые контрольным покрытием
1900 мг/кг
0%
Гранулы примера 2
1500 мг/кг
0%