A műtrágyák fizikai jellemzői

A műtrágyák fizikai jellemzőit kémiai összetételük határozza meg, valamint az, ahogyan gyártják őket. A termék legfontosabb jellemzői a kezelés, tárolás és szórás szempontjából:

• Vízfelvevő képesség
• Csomósodás
• A szemcse alakja és nagyságának eloszlása
• A szemcsék szilárdsága és mechanikai ellenállása
• A por és törmelékképzésre való hajlam
• Térfogatsűrűség
• Kompatibilitás (kémiai és fizikai)

Vízfelvevő képesség

A levegő vízpára formájában tartalmaz nedvességet, és így a páratartalom és a hőmérséklet által meghatározott vízgőznyomást (H2O ny) fejt ki. A forró levegő több vizet tartalmazhat, mint a hideg levegő. A víztartalmat a relatív páratartalommal (RP) fejezzük ki.

Measuring Hygroscopicity

Amikor a levegő vízpárával telítődik, a relatív páratartalom 100%. 50%-os RP félig telített levegőt jelent. A vízpára a magas vízgőznyomás irányából az alacsony fele mozog.

30˚C-on a levegő 30,4 g vizet tartalmazhat m3-enként (100% RP). A levegő vízgőznyomása a levegő páratartalmától és hőmérsékletétől függően változik.

Critical Relative Humidity of fertilizer at 25 degrees

Az összes műtrágya többé-kevésbé képes felvenni a vizet, ami azt jelenti, hogy meghatározott páratartalom vagy bizonyos vízgőznyomás-értékek mellett elkezdik felszívni a nedvességet. Néhány nagyobb vízfelvevő képességű műtrágya még több nedvességet vonz magához, és a többihez képest alacsonyabb páratartalom mellett. A vízfelvétel akkor történik meg, amikor a levegő vízgőznyomása meghaladja a műtrágya vízgőznyomását.

A nedvesség felszívása tárolás és mozgatás során rontja a fizikai minőséget. A levegő páratartalmának és hőmérsékletének, valamint a műtrágya felszíni hőmérsékletének ismeretében meg lehet határozni, hogy történik-e vízfelvétel, vagy sem.

Általában a vízfelvételi görbe lassan emelkedik alacsony páratartalom mellett (ahogy az az ábrán is látható), de egy bizonyos páratartalom értéknél vagy páratartalom tartományban elkezd meredeken nőni. Ezt a páratartalmat hívjuk a műtrágya kritikus páratartalmának. A kritikus páratartalom a hőmérséklet növekedésével csökken.

A jelentős vízfelvételnek nemkívánatos következményei vannak a műtrágyákra nézve:

  • A szemcsék fokozatosan puhábbá és ragadósabbá válnak 
  • A szemcsék térfogata megnő 
  • A szemcsék elkezdenek töredezni 
  • Halványodik, változik a színe 
  • A szemcsék szilárdsága csökken 
  • Növekvő összetapadás 
  • A por- és törmelékképződés nő 
  • A raktár padlója nedvessé és csúszóssá válik 
  • A stabilizált ammónium-nitrát elveszti hőstabilitását 
  • Befolyásolhatja a kijuttatás minőségét 
  • A berendezés eltömődése 
  • A selejt mennyisége nő
Water Absorbtion

Két összetevő keveréke nagyobb nedvszívó képességgel rendelkezhet, mint az összetevők külön-külön, ahogy az a grafikonon is látható.

Csomósodás

Image Crystal

A legtöbb műtrágya hajlamos a zsugorodásra vagy csomósodásra tárolás közben. Az ilyen csomósodás a szemcsék közt kialakuló erős kristályhidak és tapadóerő miatt alakul ki. Több mechanizmus is szerepet játszhat itt. A legfontosabb ezek közül:  

  • Kémiai reakciók a készterméknél
  • A műtrágya sók oldódása és újrakristályosodása a részecskék felszínén
  • Tapadó- és kapilláris erők a felszínek között

A csomósodást több tényező is befolyásolja: 

  • A levegő páratartalma 
  • Hőmérséklet és környezeti nyomás 
  • A termék nedvességtartalma 
  • A részecskék szilárdsága és alakja 
  • Kémiai összetétel 
  • Tárolási idő 

A csomósodási hajlam alacsony marad, ha ezeket a paramétereket ellenőrzés alatt tartják. Továbbá, a megfelelő csomósodásgátló adalékokra is sokszor szükség lehet. A kalcium-nitrát esetén kicsi a csomósodási hajlam, de igen fontos jelenség az NPK-k, az AN és a karbamid esetén. A műtrágya bevonattal való ellátása csökkenti a termék vízfelvételét.

A szemcse alakja és nagyságának eloszlása

A prillezett műtrágyák felülete sima és üvegszerű, miközben a granulált műtrágya felszíne változatos lehet: általában a granulátumok durvábbak és egyenetlenebbek, mint a prillezett termékek. A szemcse színe változhat a folyamat során alkalmazott nyersanyagoktól, illetve a szemcséhez színezékként hozzáadott ásványoktól vagy szerves pigmentanyagoktól függően.

A részecskenagyság megoszlása fontos tulajdonság a kijuttatásnál és a szétválás szempontjából. Különösen fontos, ha az adott összetevő ömlesztett keverék része.

A szemcsék szilárdsága és mechanikai ellenállása

Image Particle strength

A műtrágya törőszilárdsága jelentősen eltérő lehet a kémiai összetételtől függően. A különböző műtrágyák törőszilárdságát a fenti táblázatban láthatjuk. A vízfelvétel negatív hatással van a legtöbb műtrágyára. A szemcsék tapadóssá válhatnak, és hajlamossá válnak a szétesésre.

A mechanikai ellenállás a műtrágya azon tulajdonságát jelenti, hogy képes ellenállni a mozgatás során érő behatásoknak. A mechanikai ellenállás a felületi szerkezettől és a szemcse szilárdságától függ.

Porképződés

0.16.1 Image Dust formationA nagy mennyiségű műtrágya por kellemetlen munkakörülményeket teremt. Emiatt a legtöbb országban törvény szabályozza a mozgatás során történő porkibocsátást. A por és a törmelék általában mozgatás során keletkezik a következők miatt:

• Vízfelvétel
• Gyenge felületi szerkezet és alacsony szemcseszilárdság
• Alacsony mechanikai ellenállás
• Mechanikai behatások mozgatás közben
• Berendezések miatti igénybevétel (csigás adagoló, egyengetők, stb.). Lásd még a porképződés elkerülésével foglalkozó részt.

Térfogatsűrűség

A térfogatsűrűség vagy térfogatsúly (kg/m3) műtrágya típusonként változik. A szétválás miatti szemcseeloszlás befolyásolja a térfogatsűrűséget. Mechanikai szórásnál fontos, hogy egy adott terméknél minimális mértékű legyen az eltérés.

Kompatibilitás (fizikai és kémiai)

A kompatibilitás elsősorban a különböző műtrágyák keverésére, a keresztszennyeződésre és egyéb biztonsági és/vagy minőségi problémákra vonatkozik, például a csomósodásra, törékenységre, porképződésre, valamint a hőmérséklet-változás miatti ellenálláscsökkenésre ammónium-nitrát esetén.

Image compatibility matrix