水溶肥生產(chǎn)工藝中常遇見的問題及案例分析
一、脹氣問題
脹氣問題主要是兩種或兩種以上的物料發(fā)生反應,放出氣體而造成的。在實際生產(chǎn)過程中,能夠產(chǎn)生氣體的物質(zhì)有以下幾種:硼砂、銨鹽、發(fā)酵物、填充料和雜志。
1、 硼砂由于在生產(chǎn)過程中其內(nèi)部會有少量的碳酸鹽,因此遇到酸性物質(zhì)易放出二氧化碳氣體,造成脹氣。如硼砂遇到硫酸鋅、硫酸亞鐵、硫酸錳或其它偏酸性的物質(zhì),就會產(chǎn)生脹氣,同時會產(chǎn)生結(jié)塊問題。
2、 銨鹽遇到堿性物質(zhì)或高溫,會放出氨氣而脹氣,因此,銨鹽類復配肥料時,要避免與堿性物質(zhì)混合。
3、 填充料,一般為天然礦產(chǎn)物,如輕質(zhì)碳酸鈣,高嶺土等,這些物質(zhì)或多或少的會有碳酸鹽,遇到酸性物質(zhì),會緩慢放出二氧化碳氣體而造成脹氣。因此選擇添加時,應盡量選擇惰性的填充料如白炭黑,滑石粉,淀粉類,糖類等。
4、 雜志一般是我們生產(chǎn)肥料原材料時,由原來帶進的雜志,造成與我們肥料混合后,放出氣體。所以在購買原材料時盡量選擇質(zhì)量好的,正常廠家的原料,多不會含有太多雜質(zhì),自然也不會放出太多氣體。
5、 生物發(fā)酵產(chǎn)品,一般該產(chǎn)品中含有發(fā)酵菌等生物,該微生物在合適的環(huán)境下會繼續(xù)發(fā)酵,再發(fā)酵過程中產(chǎn)生二氧化碳,水蒸氣等氣體。所以應該先滅菌處理。
最后,再生產(chǎn)過程中大家經(jīng)常遇到瓶頸的液體也脹氣,這除了前面我們談到的幾個原因之外,還有一個原因。我們的部分瓶子生產(chǎn)廠家為了降低成本,增加瓶子的硬度和質(zhì)量,里面添加部分碳酸鹽填充料,而我們生產(chǎn)的液體肥料又大多為酸性的,兩者相遇時導致釋放出二氧化碳氣體,產(chǎn)生脹氣。因此,為防止脹氣,要注意兩大問題:第一,合理搭配原料。第二,購買合格原材。
脹氣案例一
配方如下:復硝酚鈉 8公斤,尿素 200公斤,檸檬酸 25公斤,硼酸 25公斤,七水硫酸鋅 60公斤,DA-6 8公斤,氨基酸 230公斤,水 640公斤
配制工藝:按順序溶于水中
配制1千克樣品,在烘箱中46℃下,測高溫穩(wěn)定性,在放置一周后有脹氣現(xiàn)象。
脹氣原因分析及解決方法:在此配方中脹氣的可能性分析:尿素、DA-6、肥料雜志。從尿素本身的生產(chǎn)工藝考慮,在其生產(chǎn)過程中為了抑制尿素中縮二脲的產(chǎn)生,降低分解壓力和溫度,從而在溫度較高或者溶解尿素時會產(chǎn)生游離氨,并且尿素的溶解為吸熱過程,在攪拌溶解過程中抑制了游離氨的揮發(fā),進而在后期貯存時,遇到高溫,造成游離氨的大量揮發(fā),進而產(chǎn)生脹氣;DA-6在中性或弱堿環(huán)境下,由于原油的析出,在高溫貯存下,醇產(chǎn)生揮發(fā)進而產(chǎn)生脹氣(在此配方中,為酸性環(huán)境,此種可能性極小);另外一種可能性為肥料原料中存在碳酸鹽雜質(zhì),再酸性環(huán)境下,產(chǎn)生二氧化碳,進而脹氣。所以根據(jù)分析,我們進行下列試驗:分別去掉尿素、DA-6、及可能摻雜雜質(zhì)的原料,并且以檸檬酸+水檢驗瓶體,分別進行加熱貯存試驗,最終發(fā)現(xiàn),為尿素原因。根據(jù)病因,減少尿素用量或改用其他物料,脹氣現(xiàn)象消失。
二、結(jié)塊問題
宏觀的結(jié)塊問題,一般出現(xiàn)在肥料的儲存或運輸過程中,主要是因為微觀的肥料晶粒發(fā)生吸潮、表面溶解(潮解)、蒸發(fā)、再結(jié)晶而導致的,在這個過程中形成晶橋、結(jié)塊。因此,結(jié)塊主要與物流(生產(chǎn)肥料的原材料)、濕度、溫度、外壓力和放置時間有關系。
第一, 我們生產(chǎn)肥料通常用的物料如銨鹽、磷酸鹽、微量元素、鉀鹽等,多數(shù)含有結(jié)晶水,容易吸潮和結(jié)塊,如硫酸銨易結(jié)塊、磷酸鹽與金屬微量元素相遇易結(jié)塊且變?yōu)椴蝗苡谒奈镔|(zhì),尿素遇到微量元素類鹽也析出水份和結(jié)塊,主要是尿素置換成微量元素鹽中的晶體水而成為糊狀,然后再結(jié)塊。
第二, 在露天生產(chǎn)過程中,空氣的濕度大,易結(jié)塊,天氣干燥或烘干料不易結(jié)塊。
第三, 室溫稍高,利于溶解,一些原理溶解在自身的結(jié)晶水中而導致結(jié)塊,但溫度更高時,水份蒸發(fā),又易結(jié)塊了。這個溫度一般都在50℃以上,我們通常要加熱才能達到這個溫度。
第四, 壓力大了,易晶體與晶體之間的解除,溶于結(jié)塊;壓力小時,不易結(jié)塊。
第五, 放置時間越長越易于結(jié)塊,時間短,來不及結(jié)塊。
第六, 農(nóng)藥常結(jié)塊的一般是粉劑,可濕性粉劑等固體劑型,一般是由于吸潮,水份本身過大,原料和填充料之間發(fā)生化學反應等原因造成的。
為了防止結(jié)塊,我們在生產(chǎn)過程中應注意以下幾個方面的問題:
1、 合理的選擇原料,即選擇不易結(jié)塊的原料作為我們生產(chǎn)的原材料,如微量元素葉面肥,以鐵、銅、錳、鋅、硫酸鹽和硼酸、鉬酸銨為原料,添加劑以硫酸鎂為主,就不易結(jié)塊。另外選擇的物料要盡量干燥。
2、 選擇合適的生產(chǎn)時間,由于中國大部分地區(qū)屬于北溫帶,雨季多集中在六、七、八月份,溫度較高時間也集中在這個時間。所以春季、晚秋、冬季生產(chǎn)肥料,結(jié)塊率就低一些,這時空氣濕度小,溫度不太高,不利于結(jié)塊。
3、 添加一些防結(jié)塊劑,如滑石粉、腐殖酸等一些粉末不易結(jié)塊的物質(zhì),它們在中間起到“斷橋”的作用。也可以加一些表面活性劑,防止結(jié)塊。
4、 造粒技術可以防止結(jié)塊,由于園粒的粒與粒之間的接觸面小,不易結(jié)晶結(jié)塊。所以有條件的話,造粒是很好的防止結(jié)塊的方法。
5、 生產(chǎn)肥料時要保證物流的總體水份小于2%,各物流之間不發(fā)生化學反應。
結(jié)塊案例分析:
某廠家做50%大量元素粉劑水溶肥,噸產(chǎn)品用量如下:
尿素 320公斤,工業(yè)磷酸一銨 200公斤,硝酸鉀 360公斤,七水硫酸鋅 25公斤,硼酸 20公斤,七水硫酸鎂 70公斤,DA-6 2公斤
生產(chǎn)工藝:將尿素單獨粉碎后,與其他物料在混合機中混合攪勻。
穩(wěn)定性觀察:一天后,產(chǎn)品微結(jié)塊;三天后,結(jié)塊現(xiàn)象加重,每垛中底層包裝嚴重結(jié)塊。
分析原因:原料選擇不合適,因為中、微量元素占用比例較高,其中硫酸鋅和硫酸鎂中結(jié)晶水含量較高,再混合機中在于尿素的解除中,導致尿素吸收其中的水分,而產(chǎn)生結(jié)塊。
解決方案:1、更換合適原料,在此配方中可將七水硫酸鋅、七水硫酸鎂更換為一水硫酸鋅和一水硫酸鎂;2、添加防結(jié)塊劑。目前防結(jié)塊劑主要分水溶和非水溶兩大類:水溶性防結(jié)塊劑如一水硫酸亞鐵、一水或無水硫酸鎂、無水硫酸鈉、十二烷基笨磺酸鈉、聚丙烯酰胺、可溶淀粉等;非水溶防結(jié)塊劑包括惰性填充料(白炭黑、滑石粉、膨潤土、硅藻土等)、磷酸鈣或含鋁、鐵化合物、包膜層材料等。需要注意的是:防結(jié)塊劑的添加量與其種類、原料配比、加入工藝等有關,必須通過生產(chǎn)試驗確定。
三、 溶解及沉淀問題
1、 原藥和肥料自身的溶解度有限,如果盲目加大在產(chǎn)品中的占有率,就會產(chǎn)生沉淀。如復硝酚鈉、萘乙酸鈉再酸性的環(huán)境中分別轉(zhuǎn)化為酚類和萘乙酸,此類物質(zhì)在水溶溶解度小,在一定范圍內(nèi)可以在水溶液中穩(wěn)定溶解,超過一定量就會產(chǎn)生沉淀;又如硼砂、硼酸,這兩種物質(zhì)在水中的溶解度及其有限,常溫下,硼酸、硼砂在水中的溶解度就是每噸水溶解30-50公斤,多了就會產(chǎn)生沉淀。如果是幾種肥料同時溶于水,同樣有一個量的要求,如硫酸鋅易溶于水,硫酸鉀水溶性一般,同時溶解時就會產(chǎn)生硫酸鉀結(jié)晶沉淀。此種沉淀,一般通過加水即可再溶解。
2、 物料之間發(fā)生化學反應產(chǎn)生沉淀,有些物流不經(jīng)調(diào)節(jié)是不能混合的,混合后溶于水就會產(chǎn)生沉淀。如DA-6和復硝酚鈉、DA-6和萘乙酸鈉,超過一定量時就會產(chǎn)生絮狀沉淀或浮油;又如鋅、銅、鐵、錳離子,遇到磷酸根,硼砂就會沉淀。這種沉淀是不溶于水的,鉬酸銨(鈉)遇到磷酸鹽也會產(chǎn)生沉淀。這些物質(zhì)是不能混在一起的,它們混在一起不僅產(chǎn)生沉淀,而且會造成肥料失效。
3、 有些肥料可以按一定比例混合溶解,但超過一定量會產(chǎn)生鹽析,既某種肥料會沉淀出來。例如,氨基酸和硫酸鋅均能很好的溶于水,但同時溶解(超過一定比例)時,硫酸鋅就會將氨基酸沉淀出來。能產(chǎn)生鹽析的主要有鋅、銅、鐵、錳對氨基酸、腐殖酸的鹽析作用。
4、 溶液的酸堿度。有些物質(zhì)易溶于水溶液中,如金屬的鹽類等,有些物質(zhì)易溶于堿性水溶液,如腐殖酸類等。
5、 有效成分溶解度低,即使溶于有機溶劑后,再與水和肥料混合的過程中,因為水與有機溶劑互溶的作用,容易造成有效成分析出。
6、 劑型的配方不穩(wěn)定。懸浮液如懸浮劑、水乳劑等容易出現(xiàn)分層沉淀,主要原因有:乳化劑或助溶劑選擇不合適;研磨剪切力度不夠,固體顆粒不夠細;黃原膠等增稠劑加入量太少。
綜上來看,促進溶解,防止沉淀的方法主要有一下幾種:
1、 選擇合適的物流,防止互相反應產(chǎn)生沉淀;
2、 合理配比,防止鹽析現(xiàn)象和過飽和現(xiàn)象產(chǎn)生沉淀;
3、 合理調(diào)整溶液的PH值,防止酸鹽沉淀;
4、 加入配位劑保護反應離子,防止沉淀;
5、 加入助溶劑,增加難溶物質(zhì)的溶解性,防止沉淀;、
6、 在生產(chǎn)前要做好有效成分的各項溶解試驗,避免沉底產(chǎn)生;
7、 改進生產(chǎn)工藝,對于溶解速度較慢的原料,可以通過加溫加快其溶解的速度;
8、 對特殊劑型而言,選擇合適的助劑及攪拌條件是重中之重。
沉淀案例分析:
鋅+鉀單獨使用,水溶性好,但混合使用時產(chǎn)生大量沉淀,影響使用效果。
分析:鋅的成分是七水硫酸鋅,鉀為磷酸二氫鉀。兩者溶解度均好,但二者直接混合后鋅離子和磷酸根離子產(chǎn)生沉淀,進而影響使用效果。但次母液投入一桶水后,因水量的增加,沉淀消失。為避免沉淀的產(chǎn)生,我們可以加入適量的 ,如檸檬酸鹽、EDTA二鈉等,或者現(xiàn)配現(xiàn)用宜不影響效果。
四、氣味問題
氣味是一個物質(zhì)特有的屬性,只能遮而去不掉。常見的刺激氣味的調(diào)節(jié)劑有復硝酚鈉、DA-6、矮壯素、縮節(jié)胺、氯化膽堿等;常用的溶劑如醇類、苯類、酚類、酸類、酮類等有特殊的氣味;常用肥料如碳銨、磷銨、氨水、氨基酸、黃腐酸等;有時肥料本身沒有氣味,但摻入雜質(zhì)或與其他物質(zhì)發(fā)生反應后產(chǎn)生氣味,如:尿素本身無味,但含量低,受潮或高溫時能產(chǎn)生氨味;硫酸銨、氯化銨與堿性物質(zhì)混合后有氨味;硫酸亞鐵、硝酸鉀和大量檸檬酸再一起會有鐵銹味及棕色氣體產(chǎn)生。
為了避免或減弱刺鼻味的產(chǎn)生,我們可以采取以下幾種方法:
1、 選擇純度高、質(zhì)量有保證的廠家,以防止原料中摻有雜質(zhì)而產(chǎn)生刺鼻的味道;
2、 、采取香精或其它物料遮掩的方法改變氣味或減弱氣味。如在產(chǎn)片配方中添加奶香精或茶葉精,是產(chǎn)品由刺鼻的味道轉(zhuǎn)換為人們熟悉的味道;
3、 采取化學反應的方式改變氣味,如加入冰醋酸后,有強烈的刺鼻味道,可以通過加入適量的乙醇、甲醇等,反應減弱醋酸的刺鼻味道。
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