Сільськогосподарська композиція і кондиціонуючий агент

1. Сільськогосподарська композиція, яка включає субстрат, що є азотовмісним добривом, і 0,05-1,5 мас.% покриття, що включає віск, масло і поверхнево-активну речовину, яка відрізняється тим, що покриття містить 5-50 мас.% воску, 5-75 мас.% масла, що включає рослинні олії, рідкі тваринні жири, жири морських тварин або їх препарати і 2-15 мас.% поверхнево-активного агента. 2. Сільськогосподарська композиція за п. 1, яка відрізняє ться тим, що додатково включає до 60 мас.% смоли, яка є залишком дистиляції ненасиченого рідкого тваринного жиру, риб’ячого жиру або рослинної олії або природною смолою, і до 5 мас.% біорозкладного полімеру. 3. Сільськогосподарська композиція за п. 2, яка відрізняє ться тим, що субстрат являє собою комплекс азотних і фосфатних добрив, комплекс азотних і фосфатних, і калієвих добрив або нітрат амонію, або азотисті добрива з сіркою, сечовину або нітрат кальцію і амонію, і тим, що покриття містить 10-40 мас.% воску, 15-40 мас.% масла, 3055 мас.% смоли, 5-10 мас.% поверхнево-активної речовини і 1-4 мас.% полімеру. 4. Сільськогосподарська композиція за будь-яким з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що масляний компонент покриття включає рафінований риб’ячий жир або частково гідрогенізовану рафіновану олію. 2 (19) 1 3 77674 Даний винахід відноситься до нової сільськогосподарської (агрономічної) композиції, що включає субстрат, який є азотвмісним добривом, з покриттям, що становить 0,05-1,5%мас., для зниження утворення пилу і злежування добрива. Винахід включає кондиціонуючий агент, що включає парафін, масло, смолу/камедь, поверхневоактивну речовину (сурфактант) і, можливо, біорозкладний полімер для одержання покриття на добривах. Протягом тривалого часу відомо, що добрива, які мають форму часток, подібні NP-добривам (комплекс азотних і фосфорних добрив), NPK (комплекс азотних і фосфорних, і калієвих добрив), AN (нітрат амонію), CAN (нітрат кальцію і амонію), сечовині і азотвмісним добривам з сіркою, можуть викликати проблеми в процесі зберігання і транспортування в насипному вигляді, якщо вони не мають захисного покриття. Однією з проблем, що виникають в процесі зберігання і транспортування, є злежування добрив у вигляді часток. Добрива можуть зберігатися в насипному вигляді в сховища х протягом майже одного року і транспортуватися в насипному вигляді в кількостях аж до 35000 тонн в ємностях. Таким чином, такі продукти потребують захисту, щоб уникнути злежування до того, як вони досягнуть замовника. Економічні втрати і наслідки для навколишнього середовища через злежування, що мають місце під час транспортування, є величезними. Крім того, упаковані в мішки продукти, які зберігають у високих штабелях з підвищеним тиском за рахунок мішків, мають підвищену тенденцію до злежування. Злежування можуть викликати різні механізми, які залежать від хімічного складу добрива. Цими механізмами можуть бути: утворення містків, агломерація, десублімація, модифікація кристалів, деформація, когезія і/або адсорбція. Комплексні добрива, подібних до NPK-добрив, що містять декілька поживних компонентів, мають особливо високу тенденцію до злежування. Вимога в торгівлі все більше і більше повертається у бік комплексних систем, оскільки агрономічні знання підвищуються. Для певних сільськогосподарських культур необхідні певні поживні речовини, поживні макроелементи і мікроелементи, недостатньо лише додати азот і фосфор для підвищення врожайності, аспекти якості сільськогосподарської культури, такі як смак, також є на сьогоднішній день зростаючим фактором. Додавання особливо поживних речовин до вже комплексних систем може привести до зміни рівноваги сольової системи, утворення твердих розчинів і підвищення гігроскопічності. Це призведе до більш високої тенденції злежування. Іншою проблемою, особливо під час транспортування добрив у вигляді часток, є утворення пилу. Існ ує декілька причин такого утворення пилу, наприклад те, що частки добрива є негладкими. Внаслідок стирання, якому частки піддаються під час транспортування, їх шорсткість буде стиратися 4 і через це буде утворюватися пил. Добрива у все більшій кількості транспортують в насипному вигляді, і це призводить до значного механічного стирання на поверхні часток добрив. Ме ханічне стирання може спричинити утворення відходів, тобто великі шматки розбиваються на частки. Особливо дрібні частки пилу, які залишаються в русі в повітрі протягом деякого часу, приводять до неприємного переміщення пилу. Інструкція з охорони навколишнього середовища, що відноситься до утворення пилу під час завантаження і розвантаження, вимагає вирішення такої проблеми. Декілька агентів для покриття для різних типів добрив, наприклад, описаних в Європейських патентах №№ 320987 і 768993, були розроблені для обмеження або вирішення вказаних вище проблем. Однак загальноприйняті агенти для покриття містять сполуки, які можуть бути шкідливими для навколишнього середовища і включають ризик для здоров'я. Раніше відомі кондиціонуючі агенти є недостатньо біорозкладними, вони можуть містити карциногенні поліароматичні вуглеводні (РАН) і, крім того, вони можуть бути дуже токсичними для водних організмів. Таким чином, можна передбачити, що в найближчому майбутньому різні уряди введуть нове законодавче обмеження на використання сільськогосподарських продуктів, що не є за своєю природою біорозкладними, які містять шкідливі для здоров'я поліароматичні вуглеводні (карциногенні речовини) і є токсичними для водних організмів. Дуже мало (якщо вони взагалі є) існуючих кондиціонуючих агентів, що наносяться на добрива, відповідають очікуваним допустимим мірам біорозкладності, вмісту РАН і токсичності у відношенні водних організмів для сільськогосподарських продуктів (рекомендації ЄС). Прийнятним рівнем властивої біорозкладності, який може бути відповідним для прийняття, є 70% DOC (розчиненого органічного катіону) в межах 84 днів за міжнародним способом випробування ЄС: OECD 302. Прийнятними величинами для токсичності, які можуть бути відповідними для прийняття, є менше 2 мертвих тварин за випробуванням на "Toxicity towards Daphnia Magna" (OECD 202 and EU no C.2.), що відповідає LC50 (летальній концентрації для 50% тварин) 100м.д. Якщо результати випробування дають величини між 2-10, випробування, крім цього, рекомендується проводити на рибах і водоростях, щоб підтвердити, чи є реальна водна токсичність чи ні. Ці випробування вказуються також в "OECD Guidelines for Testing Chemicals" (OECD 203 and OECD 201). Прийнятними величинами для РАН, які можуть бути достатніми для покриттів, є величини нижчі за 1,5% при способі аналізу І.Р.346. Це обмеження основане на нормальній максимальній концентрації для захисних покриттів. Якщо результати випробування показують величини вищі за 1,5%, необхідна ідентифікація фактичних органічних компонентів, щоб показати, чи 5 77674 6 є вони карциногенними, мутагенними або впливальняна олія, рапсова олія, пальмова олія або їх ють на природу репротоксичності чи ні. суміші. Як можна побачити на Фігурі 1, жодне з переПереважною масляною композицією є очищевірених існуючих покриттів добрив не задовольняє ний риб'я чий жир або частково гідрогенізована обом передбаченим вимогам, встановленим для рафінована олія. біорозкладності і токсичності. На фігурі 1 показані Придатними типами воску в новому кондиціорезультати випробування для декількох покриттів нуючому агенті є: від 8 різних виробників в Європі. Крім того, вісім Проміжні воски, парафінові воски, мікрокрисперевірених покриттів не задовольняють очікуваталічні воски, карнаубський віск, морський віск і ним вимогам на вміст РАН. рослинні воски. Суміші двох або більше цих восків Компоненти, що знижують утворення пилу, які можуть бути реальним восковим компонентом. використовуються в покриттях, дуже часто є синПарафінові воски визначають як насичені вугтетичними полімерами з низькою біорозкладністю леводні в основному з лінійним ланцюгом з невеі, крім того, носій, подібний до технічного вазеліноликими кількостями сполук з розгалуженим ланцювого масла, має низьку біорозкладність внаслідок гом і циклопарафінових сполук. його хімічної природи (парафінові або нафтенові Проміжними восками є суміші сполук з лінійречовини). ним ланцюгом, сполук з розгалуженим ланцюгом і Крім того, масла і воски, що використовуються циклопарафінових сполук, вони є проміжними в в загальноприйнятих покриттях, можуть містити характері між характером вказаних парафінових і поліароматичні вуглеводні (РАН). Звичайно, не всі мікрокристалічних восків. РАН можуть викликати небезпечні наслідки, але Мікрокристалічні воски є вуглеводнями з більш важливо ідентифікувати певну сполуку, щоб підвисокою середньою молекулярною масою, ніж у твердити, чи є вона карциногенною чи ні. парафінових восків, з більш широким діапазоном Основною метою даного винаходу є одержанкомпонентів, що мають високий вміст вуглеводнів ня сільськогосподарської композиції, що включає з розгалуженим ланцюгом і циклопарафінових азотовмісні добрива, що має понижену тенденцію вуглеводнів. до злежування і утворення пилу під час транспорДля одержання самої низької можливоїточки тування і зберігання, причому вона є також і біорозастигання переважними є проміжні воски. Вони зкладною і нетоксичною для навколишнього серебудуть мати точку застигання приблизно 37°С в довища. порівнянні з точкою застигання приблизно 43°С Іншою метою даного винаходу є пропозиція суміші парафінового і мікрокристалічного воску. кондиціонуючого агенту, який є біорозкладним і Смолою, що використовується в новому коннетоксичним для навколишнього середовища. диціонуючому агенті, є залишок дистиляції ненаНаступною метою даного винаходу є пропозисиченого рідкого тваринного жиру, риб'ячого жиру ція кондиціонуючого агента, який є придатним у або рослинної олії, або природна смола. відносно великих кількостях без надання часткам Переважною смолою за даним винаходом є добрива клейкості і, таким чином, без погіршення залишок дистиляції риб'ячого жиру. їх розподілюваності. Поверхнево-активним агентом (сурфактанЩе однією метою даного винаходу є пропозитом), що використовується в новому кондиціонуюція кондиціонуючого агента, що є гнучким при факчому агенті, переважно, є алкіларилсульфонат. тичних температурах операції і, що наноситься на Коли новий кондиціонуючий агент, що включає частки добрива загальноприйнятим пристроєм для залишок дистиляції риб'ячого жиру, наносять на покриття або кондиціонування. добрива, залишок дистиляції риб'ячого жиру діє Авторами винаходу виявлено, що проблеми, подібно до поверхнево-активної речовини для дозгадані вище, можуть бути розв'язані за допомобрива. Однак для добрив, що мають високу тенгою застосування нового кондиціонуючого агента денцію до злежування, подібних до деяких NKPдля покриття добрив. Кондиціонуючий агент задодобрив, необхідно додати додатковий поверхневовольняє вищезгаданим вимогам щодо біорозкладактивний агент для запобігання злежуванню. Конності, токсичності для води і вмісту РАН, а також центрація такого компоненту буде залежати від знижує злежування і утворення пилу добривами і його природи, вона знаходиться в інтервалі 2-15%. підвищує розподілюваність добрива. Нанесена поверхнево-активна речовина є аніонКондиціонуючий агент за даним винаходом ним, нейтральним компонентом, який не буде інвключає масло, віск і смолу. Крім того, кондиціодукувати розкладання добрива. нуючий агент включає поверхнево-активну речоНегативний вплив злежування внаслідок завину (сурфактант), яким може бути суль фонат, стосування даного винаходу істотно знижується. фосфа тний ефір, глютинат, сульфат, етоксильоЩоб ще більше знизити утворення пилу, до ваний амід і інші аніонні і катіонні органічні речокондиціонуючого агенту можна додати біорозкладвини. Крім того, він може включати біорозкладний ний полімер, подібний поліізобутилену. полімер з метою додаткового підвищення дії поДобрива за даним винаходом є добривами у криття, що знижує утворення пилу. формі часток, подібними до NPK (комплексне азоМасло включає всі види природних масел, потне, фосфорне і калієве добриво), NK (добриво дібних до рослинних олій, рідких тваринних жирів і типу азотного і калієвого), NP (азотне і фосфорне жирів морських тварин або продуктів, одержаних з добриво), AN (нітрат амонію), сечовини, азотних них. добрив з сіркою і CAN (нітрат кальцію і амонію). Рослинними оліями можуть бути кук урудзяна Виявлено, що відносні кількості в мас.% комолія, олія каноли, соняшникова олія, соєва олія, понентів кондиціонуючого агенту повинні складати: 7 77674 8 Віск 5-50, переважно, 10-40 Масло є носієм. Олія 5-75, переважно, 15-40 Приклад 2 Смола 0-60, переважно, 30-55 До гранульованого CAN, стабілізованого Полімер 0-5, переважно, 1-4 Mg(NO3) 2, додають 0,05% покриття з різними конПоверхнево-активна центраціями алкіларилсульфонату. Результат виречовина: 2-15, переважно 5-10. пробування на злежування (виміряно як індекс Об'єм винаходу і його конкретні ознаки визназлежування) при 60% RH +25°С протягом 24 годин чаються формулою винаходу, що прикладається. під тиском наочно представлений на Фігурі 3. Винахід далі пояснюється і розглядається в На Фігурі 3 показаний вплив підвищення конприкладах і на фігура х. центрації поверхнево-активної речовини, але тільНа Фіг.1 показані величини біорозкладності і ки до певного рівня. Покриття, позначене "0%", є токсичності для 16 загальноприйнятих покриттів покриттям, описаним в заявці на патент Норвегії для добрив від 8 різних виробників в Європі. РАН №19995833. У даному прикладі з CAN, стабілізостановить нижче 1,5% в 8 з 16 випробуваних пованим Mg(NO3)2, неможливо досягнути додаткової криттів. користі підвищенням концентрації вище 10% у На Фіг.2 показано, що підвищенням концентскладі покриття. рації поверхнево-активної речовини тенденцію до Приклад 3 злежування для гранульованого NPK можна зниДо CAN, стабілізованого Al2(SO4) 3, додають зити. 0,05% покриття з різною концентрацією алкіларилНа Фіг.3 показаний вплив підвищення конценсульфонату. трації поверхнево-активної речовини для грануРезультат випробувань на злежування (вимільованого CAN, стабілізованого Mg(NO3)2. ряно як індекс злежування) при 60% RH + 25°С На Фіг.4 показаний вплив підвищення конценпротягом 24 годин під тиском наочно представлетрації поверхнево-активної речовини для грануний на Фігурі 4. льованого CAN, стабілізованого A12(SO4)3. На Фігурі 4 показаний вплив підвищення конНа Фіг.5 приведені величини біорозкладності і центрації поверхнево-активної речовини, але тільтоксичності для кондиціонуючого агента (покриття) ки до певного рівня. Покриття, позначене "0%", є за даним винаходом в порівнянні із загальноприйпокриттям, описаним в заявці на патент Норвегії нятими покриттями. №19995833. Приклад 1 У даному прикладі з CAN, стабілізованим Гранульований NPK випробовують з додаванAl2(SO 4)3 , підвищення концентрації вище 10% не ням 0,13% покриття + 0,35% кондиціонуючого помогло дати особливої користі. рошку (тальку). Індекс злежування вимірюють пісПриклад 4 ля впливу умов 60% RH (відносна вологість) при Винайдене покриття зі складом, вказаним в +25°С і тиску протягом 24 годин. прикладах 1, 2 і 3, випробовували на біорозкладЩоб одержати більш надійні результати на ність за OECD 302, токсичність для морських ороснові оптимізації складу, використовували статиганізмів за OECD 202, EU №С2 (Daphnia Magna) і стичну експериментальну модель, названу концентрації РАН за способом IP 346. Покриття за "Modde". 72% зміни в результатах можна пояснити даним винаходом пройшло всі обмеження випромоделлю, яка дає достовірний результат випробубування, вказані раніше в даному описі, як показавання. но на Фігурі 5. Жодне з інших 16 випробуваних На Фігурі 2 показано, що підвищенням конценпокриттів, що є в цей час на ринку, не задовольняє трації поверхнево-активної речовини можна знизивсім трьом критеріям в один і той же час, як покати тенденцію до злежування. Межі для концентразано на Фігурі 1. ції компонентів встановлюють з урахуванням меж Результати вимірювання пилу наочно показані умов одержання, таких як поверхня і температура в таблиці. В таблиці показано, що додавання полідобрива, температура покриття і прийнятна точка ізобутилену до покриття далі знижує утворення твердіння покриття. Фігури в трикутнику є індексапилу. ми злежування і концентрація компонентів вказуУ даному випробуванні фігури виражені в ється на системах координат. PQR-балах=бали рейтингу якості продукту . ОптиУ даному прикладі концентрація поверхневомальною величиною є 100, яка означає "надзвиактивної речовини становить від 5 до 59% упопечайно високу" якість. рек трикутника. Вміст смоли складає від 0% до Найбільш високі бали якості одержують за до54% і вміст олії від 20 до 74% загальної композиції. помогою використання даного винаходу з доданим У верхній лівій частині Фігура дає саме низьке полімером. злежування. Тобто має високу концентрацію повеОчевидним є також, що таку ж якість можна рхнево-активної речовини, низьку концентрацію одержати додаванням більш низької концентрації смоли і більш незалежну концентрацію масла. покриття з полімером, ніж покриття без полімеру. 9 77674 10 Таблиця Концентрація покриття даного винаходу з полімером або без полімеру у зв'язку з можливістю утворення пилу, вираженою як PQR-бали Покриття винаходу без полімеру Покриття, % PQR90 PQR80 PQR70 PQR60 0,13 0,15 0,15 Крім того, виділені компоненти покриття за винаходом аналізували газовою хроматографією і селективним детектуванням маси (ГХ/МС), де ароматичні компоненти визначають і кількісно оцінюють у вигляді концентрацій в м.д. Жоден з ідентифікованих ароматичних компонентів не був класифікований як карциногенний (у відповідності до "Stortings-melding" 58). Даний винахід показав, що в покриттях можна використовува ти компоненти, які мають хороший профіль для навколишнього середовища з хорошою ефективністю як покриття на добривах, що мають високу тенденцію до злежування і потенціал утворення пилу, які в той же час є економічно придатними. Даним винаходом автори досягли мети в оде Покриття винаходу з полімером Покриття, % 0,14 0,12 0,14 0,11 ржанні азотовмісного добрива, яке можна транспортувати, зберігати і застосовувати без виникнення проблем відносно злежування часток і утворення пилу під час транспортування. Новий одержаний агент для покриття на частки добрива легко наноситься під час покриття. Покриття, що утворилося на частках, робить їх сипучим і нелипким, що є сприятливим у відношенні їх розподілюваності. Покриття за винаходом відповідає очікуваним вимогам, що відносяться до біорозкладності, токсичності відносно навколишнього середовища і РАН-вмісту. У той же час жодне з існуючих на сьогоднішній день покриттів не задовольняє всім цим вимогам. 11 Комп’ютерна в ерстка О. Гапоненко 77674 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601