DE102004017876A1

DE102004017876A1 - Verfahren zur Herstellung von organischen und organisch-mineralischen Düngemitteln unter Verwendung von Vinasse und die nach dem Verfahren hergestellten Düngemittel

Info

Publication number: DE102004017876A1
Application number: DE102004017876A
Authority: DE
Inventors: Gerald Heinze
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-04-13
Filing date: 2004-04-13
Publication date: 2005-11-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von organischen und organisch-mineralischen Düngemitteln und die nach dem Verfahren hergestellten Düngemittel. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird die Vinasse mit geeigneten Feststoffen agglomeriert. Zur Agglomeration werden sowohl die Granulierung als auch die Pelletierung eingesetzt. DOLLAR A Die hergestellten Agglomerate werden mit den in der Landtechnik verwendeten Düngerstreuern auf die Ackerflächen verteilt. Bisher wird die Vinasse mit der dafür vorgesehenen Technik auf die landwirtschaftlichen Flächen gespritzt. DOLLAR A Als Feststoffe werden vorwiegend organische Stoffe verwendet, die den natürlichen Stoffkreisläufen entnommen werden: beispielsweise Kompost, Grünabfälle und Wirtschaftsdünger.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines organischen und organisch-mineralischen Düngemittels unter Verwendung von Vinasse.
Aus Melassefermentationspropzessen werden Zuckerrüben- und Zuckerrohr-Vinassen gewonnen. Für die Verwendung von Vinasse als organisches Düngemittel ist nach dem derzeitigen Stand der chemischen Technologie die Zuckerrüben-Vinasse von der Menge her vorrangig. Der größer werdende Anteil von Rohrzucker-Vinasse in der Verwendung als Düngemittel durch geeignete Technologien in der Aufbereitung der Melasse ist anzunehmen, zumal der Bedarf an organischen Düngemitteln weltweit steigt.
In der novellierten Düngemittelverordnung vom 26. November 2003 ist die Vinasse eine organische N-K-Lösung auf der Basis weitgehend entzuckerter Rübenmelasse. Die so definierte Vinasse ist als seuchenhygienisch unbedenklicher Dünger zugelassen. Vinasse ist frei von Krankheitskeimen; sie ist nach guter fachlicher Praxis anzuwenden.
Die Durchschnittsgehalte der Zuckerrübenvinasse werden wie folgt angegeben: 3.5% N, 7.5% K₂O, 0,2–0,5% MgO und P₂O₅ und 50% organische Masse.
Von der in großen Mengen zur Verfügung stehenden Zuckerrohrmelasse wird z. Zt. nur ein geringer Teil zu Vinasse kondensiert. Die alleinige Nutzung der Rohrvinasse zur Düngung ist ebenso gegeben wie die Vermischung mit Rübenvinasse.
Zum Stand der Agrartechnik gehört, dass die Vinassen in flüssiger Form auf die landwirtschaftlichen Flächen gesprüht werden. Das ist in der Tat aufwendig und bedarf besonderer Gerätschaften, die nicht stets vorhanden sind. Die Anschaffung von eigens dafür geeigneter Tankwagen mit jeweiligen Spritzvorrichtungen ist notwendig.
Es wurde nun gefunden, dass durch Vermischen der Vinasse mit Feststoffen und durch nachfolgendes Agglomerieren die flüssigen Vinassen anteilig in Feststoffdünger umgewandelt werden können. Diese Feststoffdünger, Granulate oder Pellets, können mit den vorhandenen, in der Sandwirtschaft gebräuchlichen Düngerstreuern auf den Äckern ausgebracht werden. Dadurch kann der Einsatz von Vinassen in der landwirtschaftlichen Düngung um ein Vielfaches gesteigert werden. Insbesondere kann dadurch der bekannte Mangel an Stickstoff für die biologische Landwirtschaft verringert, wenn nicht sogar behoben werden. Denn der Anreiz ist gegeben, große Mengen an Rübenzucker- und Rohrzuckervinassen herzugestellen, weil zum Ausbringen der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Düngemittel keine Spezialfahrzeuge benötigt werden.
Die nach dem Verfahren hergestellten Agglomerate können in üblicher Weise auch für den Garten- und Gärtnereibedarf in handliche Verpackung gefüllt und so in den Handel gebracht werden. Der nach dem Verfahren hergstellte Dünger eignet sich für Pflanzen aller Art, z. B. für Blumen, Gemüse und Obst.
Die verfahrenstechnisch beschriebene Herstellung des Düngers kann hinsichtlich der späteren Verwendung entsprechende "Rezepturen" aufweisen.
Erfindungsgemäß sind zur Herstellung der hier beschriebenen Düngemitteln beide Arten der Vinasse allein oder in Mischung miteinander einsetzbar.
Vinassen sind Flüssigkeiten, deren Anteile an Feuchtigkeit bei der Rübenvinasse 30–45% und bei der Rohrvinasse 45–60% betragen. Produkte mit diesen Flüssigkeitsgehalten sind nicht problemlos agglomerierbar. Sie lassen sich jedoch durch Zugabe von Feststoffen agglomerieren. Die Feststoffe müssen feinteilig sein. Sie werden umgangssprachlich als Pulver oder Mehle bezeichnet Hierzu gehören z. B. Tonmehle, Bentonite, Kalkmehle, Carbokalk, Gesteinsmehle u.a.
Neben den erwähnten anorganischen Naturstoffen werden vorzugsweise organische Stoffe als Feststoffe verwendet werden. Hierzu gehören beispielsweise Stroh, Grünabfälle, Federmehl, Hornmehl, Guano, Fleischmehl, Mist, Kompost, Torf, Rindenabfälle, Rindenmulch und andere pflanzenverträgliche, zur Düngung geeignete organische Stoffe.
Neben den genannten Feststoffen kann auch Gülle verwendet werden. Es ist bekannt, dass Gülle mit Vinasse mischbar ist. Ausserdem sind Verfahren bekannt, Gülle mit organischen Stoffen, z. B. mit gemahlenem Stroh zu agglomerieren und dann zu kompostieren ( DE 39 32 002 C2 ; DE 199 00 071 A1 ). Ein solcher Kompost kann zur Herstellung des erfindungsgemäßen Düngers verwendet werden.
Wenn grobteilige Feststoffe eingesetzt werden, dann sind sie zuvor durch Zerkleinerung aufzubereiten und zwar unter 5 mm, vorzugsweise unter 2 mm. Zu den grobteiligen Feststoffen gehören z. B. Stroh, Grünabfälle, Kompost, Mist und Rindenabfälle
Grobteilige organische Feststoffe wie Grünabfälle, Kompost, Mist u.a. enthalten in der Regel Feuchtigkeiten über 25%. Solche Feststoffe sind mit den gebräuchlichen Zerkleinerungsmaschinen nicht unter 5 mm, denn unter 2 mm zu zerkleinern.
Es ist ein Gegenstand der Erfindung, dass solche organischen Feststoffe vor der Zerkleinerung getrocknet werden. Hierfür eignen sich die bekannten Trockner wie z. B. Band- oder Trommeltrockner. Die organischen Feststoffe sollen bis auf eine Restfeuchte von unter ca. 25% getrocknet werden. So getrocknet können sie mit den gebräuchlichen Zerkleinerungsmaschinen/Mühlen auf die gewünschte Körnung von unter 5 mm gemahlen werden.
In der Agglomerationstechnik wird unterschieden zwischen der Rollagglomeration, auch als Granulierung bezeichnet, und der Pressagglomeration, auch Pelletierung genannt. Für die Rollgranulierung eignen sich Maschinen wie Granulierteller, Granulierkonus und Granuliertrommel, insbesondere die sogenannte DELA-Trommel, die zum Austrag hin ansteigt.
Zum Zwecke der Granulierung wird die flüssige Vinasse in die Granulierräume – Trommel, Konus oder Teller – dosiert und die feinteiligen Feststoffe über eine regelbare Fördereinrichtung vorteilhafterweise unmittelbar dort zugegeben, wo die Vinasse in einen der genannten Granulierräume einläuft.
Durch den Drehvorgang der Maschinen und den Kontakt zwischen der Vinasse und den Feststoffteilchen bilden sich Granulate. Die Größe der Granulate kann über die Parameter Umdrehungsgeschwindigkeit, Winkelstellung der Granulierräume und Zulaufmengen an Flüssigkeit und Feststoff beeinflusst werden.
Zur Erzeugung von Granulaten eignen sich als feinteilige Feststoffe die zuvor bereits erwähnten Tiermehle wie Federmehl, Hornmehl, Fleischmehl u.a., sowie anorganische Mehle wie Tonmehl, Kalkmehl, Gesteinsmehl u.a.
Bei der Agglomeration durch Pressung wird zur Vorbereitung die Vinasse mit zerkleinerten organischen oder anorganische Feststoffen gemischt und anschließend gepresst. Die Zusammensetzung der Mischung muss so erfolgen, dass eine pressfähige Mischung entsteht. Zum Erreichen der pressfähigen Mischung können der Aufmahlungsgrad und die Mischungsanteile der zugesetzten Feststoffe beitragen. Die Wahl der Mischungskomponenten ist entscheidend für die Pressfähigkeit. Hierfür stehen sowohl organische als auch natürliche anorganische Feststoffe zur Verfügung, die gleichzeitig Düngungscharakter und eine Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit aufweisen müssen. Beispielsweise können als Feststoffe zerkleinerter Kompost und Gesteinmehl zugemischt werden.
Die Notwendigkeit nach einer der genannten Arten der Agglomeration einen Trocknungsvorgang in den Verfahrensablauf einzuschalten, ist abhängig von der Art der verwendeten Feststoffe. Nach einem Trocknungsvorgang soll die Restfeuchte unter 30% liegen. Saugfähige Feststoffe, insbesondere solche, die ein relativ hohes Porenvolumen aufweisen, können einen Trocknungsvorgang erübrigen. Dazu gehört beispielsweise das Naturprodukt Diatomeenerde; bekannt auch unter der Bezeichnung Kieselgur. Kieselgur ist Siliziumdioxid, das aus den Überresten der Kieselpanzer von Diatomeen entstanden ist und geeignet ist, Flüssigkeiten aufzunehmen. Ebenso kann beispielsweise gebrannter Gips (CaSO₄ 1/2N₂O) wegen seiner Fähigkeit, Feuchtigkeit aufzunehmen, verwendet werden.
Das Trocknen der Agglomerate trägt dazu bei, die Festigkeit der Agglomerate zu steigern. Eine Erhöhung der Festigkeit kann erfindungsgemäß auch dadurch erzielt werden, dass selbsthärtende Feststoffe, wie z. B. Zement, der Mischung beigegeben werden. Die Festigkeit der Agglomerate verbessert deren Streufähigkeit. Eine zu geringe Festigkeit kann zur Staubbildung führen. Der entstandene Staub kann verweht und damit der beabsichtigten Düngung entzogen werden. Die erfindungsgemäß erzielte Festigkeit der hergestellten Agglomerate ist also notwendig, um deren Streufähigkeit mit den üblichen Düngerstreuern zu erreichen und zu garantieren. Zur Streufähigkeit der Agglomerate zählt auch deren Größe, um eine möglichst große Streubreite zu erreichen.
Granulate, die durch die Rollgranulation hergestellt werden, sollen vorzugsweise eine Körnung zwischen 2 mm bis 8 mm aufweisen. Das Überkorn wird einem Zerkleinerungsvorgang zugeführt, während das Unterkorn einer Mischung vor der Agglomeration beigegeben wird.
Die durch Pressen hergestellten Pellets haben in der Regel eine zylindrische Form. Üblich sind Durchmesser von 4 bis 6 mm und Längen von 6 bis 10 mm.
Für die Herstellung von sogenannten Pellets werden Pelletierpressen benutzt. Man unterscheidet Schneckenpressen, Pressen mit Ringmatrizen und solche mit Flachmatrizen.
Die nach den beschriebenen Verfahren hergstellten organischen und organisch-mineralischen Produkte sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung. Ihr neuartiger Charakter besteht vor allem darin, dem ökologischen Landbau mehr Stickstoff über organische Dünger zur Verfügung zu stellen und organische Produkte der Kreislaufwirtschaft umweltfreundlich zu verarbeiten und so zu einer besseren Umwelt beizutragen.

Claims

Verfahren zur Herstellung von organischen und organisch-mineralischen Düngemitteln, dadurch gekennzeichnet, dass Vinasse mit pflanzenverträglichen mineralischen und/oder organischen Feststoffen gemischt und anschließend agglomeriert wird.
Verfahren zur Herstellung von organischen und organisch-mineralischen Düngemitteln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als organische Feststoffe vorwiegend solche der Kreislaufwirtschaft eingesetzt werden wie beispielsweise Kompost, insbesondere Bioabfallkompost, Grünguthäcksel, Grüngutkompost und Wirtschaftsdünger wie Mist und Produkte aus Gülle und pflanzlichen Stoffen.
Verfahren zur Herstellung von organischen und organisch-mineralischen Düngemitteln nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte der Kreislaufwirtschaft vor der Verwendung bis auf eine Restfeuchte von unter 25% getrocknet werden.
Verfahren zur Herstellung von organischen und organisch-mineralischen Düngemitteln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vinasse aus der Verarbeitung von Zuckerrüben und/oder Zuckerrohr gewonnen wird.
Verfahren zur Herstellung von organischen und organisch-mineralischen Düngemitteln nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass pflanzenverträgliche feinteilige pulverartige oder mehlige Feststoffe zur Unterstützung des Agglomerationsvorganges zugesetzt werden.
Verfahren zur Herstellung von organischen und organisch-mineralischen Düngemitteln nach den Ansprüchen 1–2 dadurch gekennzeichnet, dass die groben Feststoffe vor dem Vermischen mit der Vinasse so zerkleinert und gemahlen werden, dass sie ein 5-mm-Sieb passieren.
Verfahren zur Herstellung von organischen und organisch-mineralischen Düngemitteln nach den Ansprüchen 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischungen durch eine Rollgranulierung agglomeriert werden.
Verfahren zur Herstellung von organischen und organisch-mineralischen Düngemitteln nach den Ansprüchen 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischungen durch einen Pressvorgang agglomeriert werden.
Verfahren zur Herstellung von organischen und organisch-mineralischen Düngemitteln nach den Ansprüchen 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass die hergestellten Agglomerate getrocknet werden, so dass der Feuchtigkeitsgehalt unter 30% liegt.
Verfahren zur Herstellung von organischen und organisch-mineralischen Düngemitteln nach den Ansprüchen 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass die getrockneten Agglomerate gesiebt und je nach ihrem Verwendungszweck in verschiedene Siebfraktionen aufgeteilt werden.
Verfahren zur Herstellung von organischen und organisch-mineralischen Düngemitteln nach den Ansprüchen 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass das sogenannte Überkorn, also die groben, wegen der möglichen Verteilungslücken nicht zum Ausstreuen als Düngemittel geeigneten Fraktionen zerkleinert und dem Verfahren wieder zugeführt werden.
Verfahren zur Herstellung von organischen und organisch-mineralischen Düngemitteln nach den Ansprüchen 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass das sogenannte Unterkorn, also die feinen, wegen der möglichen Staubentwicklung nicht zum Ausstreuen als Düngemittel geeigneten Fraktionen so oder nach einer weiteren Zerkleinerung dem Verfahren wieder zu geführt werden.
Organische und organisch-mineralische Düngemittel, dadurch gekennzeichnet, dass sie nach den Anspüchen 1–12 hergestellt werden.