Технологічні особливості капсулювання гранульованих добрив плівкою на основі модифікованого ПЕТФ

Ключові слова: капсулювання; відходи ПЕТФ; теплообмін; масообмін; мінеральні добрива

Анотація

Проаналізовано взаємодію твердої дисперсної фази, рідкого плівкоутворювача та повітря під час капсулювання гранульованих мінеральних добрив. Показано, що на поверхні частинки відбувається передача тепла від повітря до розчину плівкоутворювача і видалення розчинника у середовище газової фази. Оцінено вплив гідродинаміки, тепло- та масообміну на процес капсулювання амонійної селітри та нітроамофоски в апараті псевдозрідженого стану плівками, які складаються з модифікованого поліетилентерефталату, гідролізного лігніну та цеоліту. Встановлено, що визначальним технологічним параметром процесу капсулювання є швидкість повітря, за якої шар твердого матеріалу буде перебувати у стані стійкого псевдозрідження. Теоретичним методом розраховано швидкість повітря в апараті для капсулювання аміачної селітри 5,6 м/с та нітроамофоски 6,1 м/с. Проведено аналітично-експериментальні дослідження тепломасообміну під час капсулювання гранульованих добрив у апараті псевдозрідженого стану циліндричного типу періодичної дії за встановлених гідродинамічних режимів. Отримано експериментальні залежності температури повітря від висоти шару досліджуваних мінеральних добрив за витрати плівкоутворювача 1∙10-4 кг/с, 3∙10-4 кг/с і 5∙10-4 кг/с з використанням 7-канального інтелектуального перетворювача, який дав змогу одночасно фіксувати температуру в семи точках з виводом інформації на ПК. Графічним методом за кутом нахилу температурних кривих встановлено значення коефіцієнтів тепловіддачі α під час капсулювання аміачної селітри 135,7 Вт/(м2К) і нітроамофоски 118,3 Вт/(м2К). Для плівкоутворювального розчину, який складався із етилацетату 87 % (мас), модифікованого ПЕТФ 10 % (мас), гідролізного лігніну 3 % (мас) визначено коефіцієнти масовіддачі β під час капсулювання аміачної селітри 0,251 м/с і нітроамофоски 0,198 м/с. На підставі отриманих коефіцієнтів масовіддачі встановлено максимальну витрату плівкоутворювача Pmax (104кг/с∙кг добрив): аміачна селітра – 20,512, нітроамофоски – 22,857. За отриманими технологічними параметрами здійснено капсулювання досліджуваних добрив. За характером кінетичних кривих вивільнення компонентів із капсульованих частинок аміачної селітри і нітроамофоски встановлено, що за визначеними технологічними параметрами отримано мінеральні добрива із прогнозованими властивостями.

Біографії авторів

О. А. Нагурський, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри цивільної безпеки

І. С. Тимчук, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

канд. с.-г. наук, асистент, кафедра екології та збалансованого природокористування

М. С. Мальований, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

, д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри екології та збалансованого природокористування

С. Д. Синельніков, ДП "Західний експертно-технічний центр", м. Львів

провідний експерт

Г. В. Крилова, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

аспірант, кафедра цивільної безпеки

Посилання

Atamaniuk, V. M., & Humnytskyi, Ya. M. (2013). Naukovi osnovy filtratsiinoho sushinnia dyspersnykh materialiv: monohrafiia. Lviv: Vydavnytstvo Natsionalnoho universytetu "Lvivska politekhnika", 276 p. [In Ukrainian].

DSTU EN 13266. (2017). Dobryva upovilnenoi dii. Vyznachennia dii pozhyvnykh rechovyn. Metod dlia pokrytykh dobryv (EN 13266:2001, IDT) . [In Ukrainian].

Flisiuk, E. V. (2004). Teplomassoobmen v protcesse naneseniia pokrytiia na tabletki v psevdoozhizhennom sloe. Khimiko-farmatcevticheskii zhurnal, 38(2), 67–68. [In Russian].

Hurets, L. L., Vakal, V. S., Vakal, S. V., & Tsapko, Yu. L. (2018). Otsenka jekolohycheskoho jeffekta pry prymenenyy kapsulyrovannykh azotnykh udobrenyi. Ekolohichna bezpeka, 1(25), 61–68. https://doi.org/10.30929/2073-5057.2018.1.61-68

Kraievskyi, O. O., Osipov, V. A., & Kraievskyi, O. I. (2013). Ekoloho-ekonomichna efektyvnist vykorystannia hranulovanykh azotnykh dobryv z orhanichnymy domishkamy. Visnyk Sumskoho derzhavnoho universytetu. Ser.: Ekonomika, 2, 20–23. [In Ukrainian].

Lisniak, A., Vilsek, Y., & Torma, S. (2017). Ahroekoloichnyi efekt vykorystannia povilnorozchynnykh kapsulovanykh mineralnykh dobryv v lisovomu ta silskomu hospodarstvi. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho universytetu imeni V. N. Karazina. Seriia "Ekolohiia", 17, 29–35. https://doi.org/10.26565/1992-4259-2017-17-03

Malovanyi, M. S., & Petrushka, I. M. (2012). Ochyshchennia stichnykh vod pryrodnymy dyspersnymy sorbentamy. Lviv, 180 p. [In Ukrainian].

Nagurskii, O. A., Malovanii, M. S., Sinelnikov, S. D., & Vashhuk, V. V. (2015). Zastosuvannia polimernikh vidkhodiv dlia kapsuliuvannia mineralnikh dobriv. Scientific Bulletin of UNFU, 25(8) 139–145. https://doi.org/10.15421/40250823

Nagursky, O., & Gumnitsky, Ya. (2015). Mass exchange of dispersed materials encapsulating in quasi-liquefaction state. Chemistry & Chemical Technology, 9(3), 333–336. https://doi.org/10.23939/chcht09.03.333

Nagursky, O., Malovanyy, M., Sinelnikov, S., Tymchuk, I., & Krylova, G. (2020). Studying the properties of granulated anp fertilizer encapsulated with pet-based shell. Environmental problems, 5(1), 35–38. https://doi.org/10.23939/ep2020.01.035

Nagursky, O., Malovanyy, M., Synelnikov, S., & Vahchuk, V. (2016). Prospects of using pet waste for environmentally friendly mineral fertilizers. Environmental problems, 1(1), 19–21.

Nahurskyi, O. A. (2012). Zakonomirnosti kapsuliuvannia rechovyn u stani psevdozridzhennia ta yikh dyfuziinoho vyvilnennia. Lviv, 188 p. [In Ukrainian].

Ovchinnikov, L. N., & Lipin, A. G. (2011). Kapsulirovanie mineralnykh udobrenii vo vzveshennom sloe. Ivanovo, 140 p. [In Russian].

Pirogovskaia, G. V. (2000). Medlennodeistvuiushhie udobreniia. Minsk, 291 p. [In Russian].

Pryimak, V. V. (2018). Zastosuvannia mineralnykh dobryv v ahroekosystemakh pivdnia Ukrainy. Yntellektualnyi potentsyal XXI veka 2018. Odessa, 94–97. https://doi.org/10.21893/978-617-7414-40-6.0

Synelnikov, S., Soloviy, K., Malovanyy, M., Tymchuk, I., & Nahurskyy, O. (2019). Improvement of environmental safety of agricultural systems as a result of encapsulated mineral fertilizers implementation. Environmental problems, 4(4), 222–228. https://doi.org/10.23939/ep2019.04.222

Zukerman, Yigal, G. (2004). How to boost nitrogen use efficiency. International journal of fertility and menopausal studies, 400, 147–151. [In Ukrainian].

Опубліковано
2020-06-04
Як цитувати
Нагурський, О. А., Тимчук, І. С., Мальований, М. С., Синельніков, С. Д., & Крилова, Г. В. (2020). Технологічні особливості капсулювання гранульованих добрив плівкою на основі модифікованого ПЕТФ. Науковий вісник НЛТУ України, 30(2), 77-82. https://doi.org/10.36930/40300214
Розділ
Технологія та устаткування