Sử dụng các chất bọc để bảo quản phân bón

Khí hậu nóng ẩm ở nhiều nÆ°á»›c châu Á có thể gây trở ngại cho việc bảo quản phân hóa học. Má»™t trong những giải pháp cho vấn đề này là bọc phân bằng các loại chất bọc thích hợp.

Má»™t trong những thách thức lá»›n nhất đối vá»›i các nhà sản xuất phân hóa học là giữ được chất lượng, đảm bảo phân bón không bị biến chất trong quá trình vận chuyển, xá»­ lý, bảo quản và sá»­ dụng. Các tác Ä‘á»™ng cÆ¡ học do khuân vác có thể làm các hạt phân vỡ vụn, còn khí hậu nóng ẩm ở nhiều vùng châu á lại là nguy cÆ¡ khác làm giảm chất lượng phân. Hầu hết các loại phân đều hút ẩm vì các thành phần của chúng ít nhiều đều tan trong nÆ°á»›c, hiệu quả sá»­ dụng của nhiều loại phân phụ thuá»™c vào Ä‘á»™ tan này. Ví dụ, Ä‘á»™ tan trong nÆ°á»›c của DAP và MAP vào khoảng 60 - 80% P2O5. Phân bón càng hút ẩm thì nguy cÆ¡ biến chất và giảm chất lượng trong quá trình bảo quản và vận chuyển càng cao.

Má»™t số nhân tố ảnh hưởng đến tính hút ẩm của phân hóa học là: Thành phần hóa học của phân, hàm lượng hÆ¡i ẩm, nhiệt Ä‘á»™ xung quanh, Ä‘á»™ ẩm tÆ°Æ¡ng đối, cấu trúc hạt và Ä‘á»™ xốp của phân bón, thời gian tiếp xúc, diện tích bề mặt.

Để giúp các nhà sản xuất phân hóa học giải quyết các vấn đề này, người ta Ä‘ã tìm ra những chất bọc dành riêng cho phân hóa học. Chúng giúp duy trì chất lượng phân bón, chống Ä‘óng vón, chống hoặc giảm Ä‘á»™ hút ẩm, ít tạo bụi và ít mòn trong quá trình dịch chuyển.

Đóng vón

Má»™t trong những hậu quả chính của việc hút ẩm là Ä‘óng vón, các hạt phân dính lại thành những bánh cứng. Các tác nhân quan trọng nhất gây ra sá»± Ä‘óng vón là: Sá»± phát triển của các tinh thể nhỏ, sá»± biến dạng dẻo, giảm tổng diện tích bề mặt, sá»± tạo thành muối kép trong và giữa các hạt riêng biệt.

Sá»± trao đổi Ä‘á»™ ẩm vá»›i môi trường xung quanh sẽ làm phân dá»… Ä‘óng vón hoặc sinh bụi. Nhiệt Ä‘á»™ bảo quản cÅ©ng là má»™t nhân tố quan trọng. Chu trình tăng giảm nhiệt Ä‘á»™ sẽ làm tăng xu hÆ°á»›ng Ä‘óng vón, nhất là đối vá»›i loại phân amoni nitrat. áp suất cao cÅ©ng làm phân hay bị Ä‘óng vón hÆ¡n, lá»›p phân dÆ°á»›i cùng của đụn phân đặc biệt dá»… Ä‘óng vón do hạt phân bị biến dạng và diện tích tiếp xúc tăng.

Chống Ä‘óng vón

Các tác nhân chống Ä‘óng vón tác dụng bằng nhiều cách khác nhau để giữ cho phân khỏi biến chất: Chống ẩm, phủ lá»›p màng lỏng, hạn chế sá»± hòa tan và kết tinh, giảm sức bền của liên kết.

Có hai loại tác nhân chống Ä‘óng vón chính; tác nhân bọc bên ngoài và phụ gia ná»™i tại. Phụ gia thường được thêm vào trong quá trình sản xuất và làm tăng Ä‘á»™ cứng hoặc giảm kết tinh, tăng cường các đặc tính bảo quản. Ví dụ bổ sung formalÄ‘ehyt vào urê nung chảy, dung dịch magiê nitrat vào amoni nitrat, sắt và nhôm vào quá trình sản xuất axit photphoric trích ly.

Các tác nhân bọc có nhiều dạng, là các chất được dùng để phủ lên bề mặt các hạt phân. Các dạng phổ biến nhất là bá»™t trÆ¡, chất bọc dạng lỏng và chất bọc rắn.

Chất bọc dạng bột

Đolomit, Ä‘iatomit, cao lanh, bá»™t tan (magiê silicat) là má»™t số loại bá»™t trÆ¡ dùng làm chất bọc. Các loại bá»™t siêu mịn cho hiệu suất chống Ä‘óng vón cao nhất và bám dính hÆ¡n vào các hạt phân. Cấu trúc siêu mịn của chúng tác Ä‘á»™ng đến các đặc tính hút ẩm của chất bọc. Chất bọc dạng bá»™t Ä‘òi hỏi liều lượng cao (2-3% trọng lượng), sản phẩm dùng chất bọc dạng này sinh nhiều bụi mà khả năng chống ẩm tÆ°Æ¡ng đối thấp. Có thể tăng cường các đặc tính của chúng bằng cách dùng kết hợp vá»›i dầu hoặc má»™t tác nhân bọc khác. Cách này thường được dùng cho phân há»—n hợp.

Chất bọc dạng lỏng

Loại này thường dá»±a trên các chất HĐBM hữu cÆ¡ hoặc các chất không hoạt Ä‘á»™ng bề mặt. Để tăng cường các đặc tính bọc, các thành phần hoạt tính thường được hòa tan vào dầu khoáng, nÆ°á»›c hoặc polyglycol. Các phân tá»­ hoạt Ä‘á»™ng bề mặt gồm má»™t nhóm chức háo nÆ°á»›c không phân cá»±c và má»™t hoặc nhiều nhóm chức háo nÆ°á»›c phân cá»±c. Các sunfonat alkyl-aryl thường được sá»­ dụng rá»™ng rãi; trong Ä‘ó má»™t số là các hợp chất HĐBM có thể tan trong nÆ°á»›c, Ä‘iều này ngăn sá»± phát triển của tinh thể và giảm Ä‘óng vón bằng cách giảm sức căng bề mặt - phủ má»™t lá»›p dung dịch muối lên bề mặt. Điều này giúp giảm sá»± liên kết tinh thể do các giọt nhỏ.

Chất bọc dạng lỏng chỉ có tác dụng hạn chế trong việc chống ẩm và cần phải kết hợp vá»›i má»™t lượng lá»›n chất bọc dạng bá»™t để đạt được hiệu suất thích hợp. Tuy nhiên, loại chất bọc này thích hợp cho các loại phân cần hòa tan hoàn toàn trong nÆ°á»›c mà không phải sá»­ dụng chất bọc dạng bá»™t.

Các sản phẩm dá»±a vào alkyl sunfat thường được dùng cho phân urê. Các alkyl amin béo hyÄ‘ro hóa là các chất HĐBM hữu cÆ¡ được sá»­ dụng rá»™ng rãi nhất để chống Ä‘óng vón, được coi là đặc biệt hữu hiệu. Đó là các chất HĐBM tan trong dầu, chúng bám dính vào bề mặt các hạt và vì vậy làm các hạt không thấm nÆ°á»›c. Các alkyl amin và các amin béo khác có đặc tính bám dính mạnh và có thể làm giảm cấu trúc tinh thể má»™t cách hiệu quả nhất. Chúng đặc biệt hữu hiệu đối vá»›i amoni nitrat và các sản phẩm chứa amoni nitrat. Thá»±c ra, chúng là các chất HĐBM duy nhất đủ hữu hiệu. Nguyên nhân là do sá»± trao đổi các ion amoni và sá»± kết hợp các ion này trong cấu trúc tinh thể. Amin cÅ©ng có thể kết hợp vá»›i các chất hạn chế kết tinh khác để dùng cho sản phẩm có Ä‘á»™ phức hợp cao.

Polyoxyethylen condensate là những dạng chất HĐBM không ion phổ biến nhất và thường được dùng kết hợp vá»›i các chất HĐBM khác (chẳng hạn các chất chống Ä‘óng vón) cho các loại phân há»—n hợp.

Má»™t loại chất bọc không thấm nÆ°á»›c và không phải chất HĐBM là parafin, polyme tổng hợp và dầu khoáng. Chúng tạo ra má»™t lá»›p ngăn giữa các hạt khiến cho hÆ¡i ẩm không thể lan qua các Ä‘iểm tiếp xúc và nhờ Ä‘ó làm giảm mức Ä‘á»™ hấp thu hÆ¡i ẩm từ không khí xung quanh.

Chất bọc dạng rắn

Chất phủ này được dùng dÆ°á»›i dạng hạt hoặc mảnh để bọc phân bón nóng. Ban đầu, người ta dùng các amin béo tan trong dầu khoáng. Gần Ä‘ây, các chất bọc được bổ sung thêm các chất HĐBM khác. Việc bổ sung thêm các tác nhân chống thấm nhÆ° parafin hoặc polyetylen giúp tăng cường khả năng chống thấm bề mặt, tăng khả năng chịu ẩm. Sản phẩm cÅ©ng ít sinh bụi. Tuy nhiên, chất phủ không được thấm quá sâu vào trong các hạt phân vì nhÆ° vậy về lâu dài sẽ làm giảm khả năng hạn chế bụi và hiệu suất chống Ä‘óng vón.

CÅ©ng cần phải tính đến Ä‘iểm nóng chảy của chúng trong mối tÆ°Æ¡ng quan vá»›i nhiệt Ä‘á»™ của phân ở thời Ä‘iểm tiến hành bọc. Chất bọc phải tan chảy và bao phủ khắp bề mặt của hạt phân trÆ°á»›c khi nhiệt Ä‘á»™ phân giảm xuống dÆ°á»›i Ä‘iểm nóng chảy.

Má»™t Ä‘iểm thuận lợi của chất phủ dạng rắn là dá»… định lượng chỉ vá»›i những dụng cụ Ä‘ong tÆ°Æ¡ng đối Ä‘Æ¡n giản. Tuy nhiên, vì yêu cầu phân phải nóng tá»›i 85 - 90oC tại thời Ä‘iểm tiến hành bọc nên chúng ít được sá»­ dụng hÆ¡n. Ngày nay, các chất bọc dạng rắn được dùng chủ yếu cho KCl và amoni nitrat tá»· trọng thấp.

Thay vào Ä‘ó, có thể dùng các chất bọc dạng bá»™t có thêm má»™t lượng nhỏ chất HĐBM hữu cÆ¡ (thường là má»™t loại amin béo). Cao lanh và bá»™t tan là những loại được sá»­ dụng rá»™ng rãi nhất. Tuy nhiên, phải định lượng chính xác và dùng kèm dầu sáp để hạn chế bụi. Kết hợp bá»™t trÆ¡ vá»›i chất bọc dạng lỏng trong má»™t quy trình hai bÆ°á»›c sẽ tốt hÆ¡n. Lượng bá»™t có thể giảm tá»›i 0,1- 0,3% và kết hợp vá»›i chất bọc dạng lỏng để cho ra loại phân bón không bụi. Việc sá»­ dụng chất bọc dạng bá»™t có hiệu quả kinh tế cao, nhất là đối vá»›i những loại phân dá»… Ä‘óng vón.

Kỹ thuật bọc hạt phân bón

PhÆ°Æ¡ng pháp bọc hạt phân bón cÅ©ng nhÆ° tốc Ä‘á»™, định lượng của chất bọc là những tiêu chí rất quan trọng. Hệ thống định lượng thường bao gồm má»™t bồn chứa có thiết bị gia nhiệt. Trong bồn chứa chính, chất bọc được giữ ở nhiệt Ä‘á»™ ngay sát trên Ä‘iểm nóng chảy để giảm nguy cÆ¡ biến chất nếu chất bọc nhạy vá»›i nhiệt. Chúng được bÆ¡m vào đường ống Ä‘ã được gia nhiệt để dẫn tá»›i bồn chứa, tại Ä‘ó chúng được gia nhiệt tá»›i nhiệt Ä‘á»™ phun.

Nếu là chất bọc dạng rắn dùng trong quy trình bọc phân bón khi nóng, hệ thống gia nhiệt Ä‘Æ¡n giản hÆ¡n nhiều. Tại Ä‘iểm định lượng phân bón phải nóng, ít nhất nóng hÆ¡n Ä‘iểm nóng chảy của chất phủ từ 10 - 15oC và phải được làm lạnh ngay sau khi định lượng.  Chất phụ gia được tải vào băng chuyển hoặc bÆ¡m trá»±c tiếp vào buồng trá»™n chất bọc.

Lá»±a chọn chất bọc thích hợp là Ä‘iều phụ thuá»™c vào rất nhiều nhân tố khác nhau nhÆ° tác Ä‘á»™ng của chất bọc tá»›i sá»± Ä‘óng vón, Ä‘á»™ bụi và hút ẩm; phÆ°Æ¡ng pháp và thiết bị sá»­ dụng; các yếu tố về môi trường, sức khỏe và sá»± an toàn; hiệu quả kinh tế; chất bọc nào dá»… kiếm; và còn tùy theo sá»­ dụng loại phân bón nào.

Các chất bọc chứa vi chất dinh dưỡng

Ngoài việc chống thấm và chống Ä‘óng vón, chất bọc còn có thể dùng cho mục Ä‘ích khác, chẳng hạn để cung cấp thêm vi chất dinh dưỡng cho đất. Chất bọc sẽ bổ sung thêm vi chất dinh dưỡng vào các loại phân NPK dạng hạt. Các dung dịch phân bón thường được dùng làm tác nhân liên kết vì chúng không làm phân bón bị giảm chất lượng nhiều nhÆ° khi trá»™n bằng nÆ°á»›c, dầu và sáp.

Bổ sung vi chất dinh dưỡng ở dạng chất bọc cho phân NPK có hiệu quả về mặt nông học không kém gì khi bổ sung trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên, phÆ°Æ¡ng pháp này chÆ°a được sá»­ dụng rá»™ng rãi do phải thêm chi phí cho quá trình bọc ủ.               

Q.H

Theo ASIAFAB Spring 2004