FI127608B - Lannoite ja menetelmä sen valmistamiseksi ja lannoitetuotteen käyttö - Google Patents

Abstract

Keksintö liittyy lannoitteeseen, joka käsittää seoksena puutuhkaa, typenlähdettä ja vettä rakeen muodossa. Keksintö liittyy lisäksi lannoitteen käyttöön metsälannoitteena, erityisesti suometsän ja/tai kangasmaiden lannoitteena, ja menetelmään lannoitteen valmistamiseksi, joka menetelmä käsittää sekoitusvaiheen seoksen muodostamiseksi, kompaktoinnin ja jälkikäsittelyvaiheen metsälannoitukseen soveltuviksi lannoiterakeiksi.

Description

Lannoite ja menetelmä sen valmistamiseksi ja lannoitetuotteen käyttö

Keksinnön ala

20165406 prh 01 -08- 2018

Tämä keksintö liittyy lannoitteisiin, ja erityisesti tuhkaa ja typpeä käsittäviin metsälannoitteisiin. Keksintö liittyy lisäksi menetelmään uuden lannoitteen valmistamiseksi ja kyseisen uuden lannoitteen käyttöön metsien lannoituksessa.

Keksinnön tausta

Metsämaasta poistuu ravinteita metsäenergian korjuun yhteydessä perinteistä korjuuta tehokkaammin. Useissa kokeissa on havaittu, että puuston kasvu taantuu erityisesti maan puille käyttökelpoisten typpivarojen vähetessä, sillä sateiden mukana tuleva laskeuma ei riitä kattamaan vajetta osalla kasvupaikoista. Myös muiden ravinteiden puutosten voidaan olettaa lisääntyvän tehostuneen negatiivisen lannoituksen” vuoksi, jolla tarkoitetaan ravinteiden poistumaa puun korjuun yhteydessä. Näihin poistuviin ravinteisiin lukeutuvat tutkimusten mukaan erityisesti magnesium ja boori, joita poistuu paljon myös perinteisten ainespuu korjuiden, eli kun korjataan pelkkä runko, mukana suhteessa sadantaan ja saatavuuteen maasta. Usein on esitetty, että tuhkalannoituksella tulisi palauttaa poistuneet ravinteet takaisin metsään. Tuhkassa on hyvin vähän typpeä, sillä se haihtuu palamisen yhteydessä. Myös tuhkan boorin määrä on liian pieni suhteessa muihin ravinteisiin.

Tuhkalannoitteita käytetään turvemailla ympärivuotisesti. Tuhkalannoitus lisää puiden kasvua ojitetuilla turvemailla, joissa minimiravinteina eli ravinteina joiden puute heikentää puiden elinvoimaa, ovat esimerkiksi fosfori, kalium tai magnesium. Mikäli tuhkaa levitetään kivennäismaalle, sillä ei yleensä saavuteta lisäkasvua, sillä kangasmailla kasvua rajoittavana minimiravinteena on typpi. On osoitettu, ettei tuhkalannoitus yksinään tuota tarpeeksi ravinteita tehostettuun puiden kasvuun, joten siksi tuhkalannoituksen sijasta on totuttu käyttämään pääasiassa typpilannoitteita sekä typpeä sisältäviä suola- ja mineraalipohjaisia moniravinnelannoitteita.

Lannoitteiden käyttöä koskevat myös levityskauteen liittyvät rajoitteet. Pääosa käytettävästä typpilannoituksesta on salpietaria eli ammoniumnitraattia. Näitä ammoniumnitraattipohjaisia lannoitteita voidaan käyttää kasvukaudella, mieluimmin kasvukauden alkupuolella, jotta vältetään liukoisen nitraatin huuhtoutuminen vesistöihin. Ureaa voidaan käyttää haihtumisesta johtuvien hävikkien välttämiseksi ainoastaan syksyllä. Tuhkalannoitteiden levitystä voidaan tehdä ympärivuotisesti.

20165406 prh 01 -08- 2018

Perinteisesti typpi- ja tuhkalannoitteet on totuttu levittämään metsämaille erilaisilla levityskalustoilla. Tuhkaa levitetään lähes kymmenkertainen määrä ureaan verrattuna, joten sen levitykseen tarvitaan erilaiset levityskalustot kuin typpilannoitteiden levitykseen. Kemiallisten lannoitteiden levitysmäärät metsämaille ovat luokkaa 300-500 kg/hehtaari ja tuhkan levitysmäärä on tyypillisesti noin 3000 - 6000 kg/hehtaari. Helikopterilla levitetään

150-700 kg/hehtaari levitysannokset keskipakolevittimellä ja yli 1500 kg/hehtaari annoksina levitettävät lannoitteet levitetään pelkkää paino/ilmavirtausta käyttävillä aura/kanavalevittimillä. Erikseen suoritettavat lannoitteiden levitykset muodostavat merkittävän osan metsälannoituksen kokonaiskustannuksista. Typpi- ja tuhkalannoitteet on myös tyypillisesti levitetty metsämaalle eri vuodenaikoina sulamisvesien mukana tapahtuvan lannoitteiden hävikin minimoimiseksi.

Edellä mainittujen rajoitteiden ja operaation monimutkaisuuden vuoksi tuhkalannoitteita ei ole käytetty juurikaan kivennäismailla.

Monet kaupalliset typpilannoitteet sisältävät ammoniumnitraattia, koska ammonium sitoutuu paremmin maahan ja nitraatti on liukoisena nopeammin puiden hyväksikäytettävissä. Tuhkan käyttö yhdessä ammoniumnitraatin kanssa on ongelmallista, sillä ammoniumnitraattisuolan liuetessa ammonium-osa muuttuu liian emäksisissä olosuhteissa ammoniakiksi ja haihtuu helposti. Ammoniumnitraatin optimaalinen levityskausi on kasvukauden aikaan, sillä nitraatin huuhtoutumisriski kasvaa syksyä kohden.

Typpilähteenä urean ongelmana on typen haihtuminen kuivalla ja kuumalla säällä, joten urean levityskausi rajautuu syksyyn, jolloin ilman lämpötila on riittävän alhainen ja kosteus riittävä. Tämä on rajoittanut urean käyttöä typen lähteenä kangasmaiden lannoituksissa.

Rakeistetut tuhkalannoitteet valmistetaan tyypillisesti niin sanotulla märkägranulointitekniikalla, joissa kostutettu massa rakeistetaan pyörivässä rummussa ja sen jälkeen märät rakeet kuivataan. Märkägranulointi vaatii kuitenkin paljon kosteutta ja lopputuotteen lopullinen kosteuspitoisuus voi pozzolaanisten reaktioiden jälkeenkin olla yli 20 %. Lisäksi lopputuotteen kovettuminen vie noin 7 - 14 vuorokautta riippuen käytetyistä materiaaleista.

20165406 prh 01 -08- 2018

Matriisipelletöintiä on myös käytetty lannoitteiden valmistuksessa. Se ei kuitenkaan sovellu runsaasti tuhkaa sisältäville tuotteille, koska tuhkapartikkeleiden kitka on erittäin suuri matriisipelletöinnissä, mikä vaatii enemmän energiaa sekä kuluttaa pelletöintilaitteistoa.

Kuivagranuloinnissa rakeet muodostuvat ilman suurta nestemäärää. Rakeiden muodostaminen ilman suurta vesipitoisuutta edellyttää kompaktointia ja jauheiden tiivistämistä. Kyseisessä prosessissa jauhepartikkelit painetaan yhteen korkeassa paineessa. Kuivagranulointi emäksisillä materiaaleilla ei kuitenkaan sovellu ammonium 15 muotoista typpeä sisältäville lannoitteille, koska ammonium -muotoinen typpi haihtuu granulointiprosessissa.

WO2015132258A1 kuvaa menetelmän, jonka avulla lisätään mikroravintoaineita lannoitteessa käytettävien urea-pohjaisten partikkelien ulkokuorelle ja menetelmään liittyy nestemäisen konsentroidun mineraalihapon levitys ureapohjaisille partikkeleille muodostamaan kaksoissuolakerroksen ureapohjaisten partikkelien pinnalle. Menetelmässä käytetään vahvoja mineraalihappoja, kuten rikki-, typpi-, fosfori- ja/tai boorihappoa, ja hapon määrä vaikuttaa oleellisesti tuotteen pölyävyysominaisuuksiin. Tuotteen kuivaaminen on myös tämän menetelmän tärkeä piirre, koska hapon ja emäsjauheen välisessä reaktiossa syntyy vettä. Lisäksi menetelmä on melko monimutkainen ja monivaiheinen, eikä sisällä luonnollisista lähteistä, kuten metsä- tai peltobiomassoista, peräisin olevaa tuhkaa. Julkaisu ei myöskään ratkaise typen haihtuvuuteen liittyvää ongelmaa.

Fl 123980 kuvaa menetelmän paperi- ja selluteollisuuden sivuvirtojen ja jätelietteiden käsittelemiseksi ja lannoitteen, jonka valmistukseen käytetään edellä mainittujen poltosta saatua raskasmetalleista puhdistettua tuhkaa. Tämäkään patenttijulkaisu ei sisällä ratkaisua lannoitteiden levitys ja/tai kuljetuskustannusten ja määrien vähentämiseksi, eikä typen haihtuvuuden vähentämiseen.

20165406 prh 01 -08- 2018

US4571254 kuvaa menetelmän lannoitteen valmistamiseksi puutuhkasta ja havupuun kuoresta tai muusta puujätteestä. Menetelmällä voidaan tuottaa turvetta, ureaa, tuhkaa ja puunkuorta sisältävä lannoite, jonka ravinnepitoisuudet jäävät kuitenkin verrattain alhaisiksi lannoitteen sisältämän turpeen ja puunkuoren vuoksi. Tällaisen tuotteen levitysmäärä hehtaaria kohden nousee helposti suureksi ja lannoitteen kuljetus- ja levityskustannukset sekä levitykseen käytetty aika ovat huomattavia. Menetelmällä voidaan kuitenkin tuottaa lannoite maille, joissa humusta ei ole tai viherrakentamiseen, jossa typen niukkaliukoisuudesta on yleensä etua.

Julkaisu Pesonen, J. ym. 2016 (Pesonen, J. ym. Co-granulation of bio-ash with sewage sludge and lime for fertilizer use. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2016,

4(4): 4817-4821.) kuvaa lannoitteen, joka käsittää seoksena puutuhkaa, jätevesilietettä typenlähteenä ja vettä.

Markkinoilla oleviin lannoitteisiin liittyy muutamia epäkohtia. Typpi- ja tuhkalannoitteita ei voida levittää yhtä aikaa samaan paikkaan ja yksinomaan typpilannoitteita käyttämällä ei voida korvata kaikkia puuston korjuun mukana poistuvia ravinteita. Lisäksi typen haihtumisesta johtuvien hävikkien välttämiseksi typpilannoitteiden käyttö on rajattu ajallisesti kesään ammoniumnitraattipohjaisilla lannoitteilla ja syksyyn ureapohjaisilla lannoitteilla. Edellä kuvatun ja nykytietämyksen pohjalta voidaan todeta, että tehokkaalle ja aikaa säästävälle prosessille ja lannoitetuotteelle, jolla ratkaistaan typen haihtuvuuteen liittyvä ongelma, on selkeä tarve.

Keksinnön yhteenveto

20165406 prh 01 -08- 2018

Tämän keksinnön tavoitteena on aikaansaada ratkaisu, jonka avulla vältetään tunnetun tekniikan epäkohdat, ja jonka avulla on mahdollista tuottaa typenlähteen ja puutuhkaa sisältävä ravinnerikas lannoite käytettäväksi metsämaan lannoitukseen. Tavoitteena on myös ratkaisu, joka mahdollistaa metsämaan lannoituksen kustannustehokkaalla, yksinkertaisella ja aikaa säästävällä tavalla.

Keksintö perustuu siihen perusoivallukseen, että on mahdollista tuottaa puutuhkaa ja typenlähdettä sisältävä ravinnerikas metsän lannoite kuivagranuloinnilla ilman turvetta, puun kuorta tai muuta sidosainetta, jota on perinteisesti lisätty parantamaan lannoitekoostumuksen ravinteiden varastointikykyä ja/tai stabiilisuutta. Käyttämällä tuhkaa fosforimineraalien tai perinteisesti lannoitteiden raaka-aineina käytettyjen suolojen tilalla voidaan jätetuhkasta valmistaa lannoite ja palauttaa metsästä poistuneet ravinteet takaisin ilman teollisesti tuotettuja raaka-aineita.

Keksintö kohdistuu lannoitteeseen, joka käsittää seoksena puutuhkaa, typenlähdettä ja vettä, lannoite on rakeen muodossa, rakeen pH on 10-13,5 ja rakeen murtolujuus on 1,5

- 6 kg.

Keksintö kohdistuu myös menetelmään lannoitteen valmistamiseksi, joka menetelmä käsittää vaiheet, missä annostellaan puutuhkaa ja typenlähdettä sekoittajaan, sekoitetaan, jolloin saadaan seos, seos kompaktoidaan ja jälkikäsitellään raekokoon välillä 1-25 mm.

Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettu tuote on stabiili ja tuotteen ravinteiden varastointikyky on optimaalinen metsämaan lannoitukseen.

Keksintö kohdistuu lannoitteen käyttöön metsälannoitteena.

Täsmällisemmin esitettynä keksinnön mukaiselle tuotteelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen itsenäisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaiselle käytölle tunnusomaista on se, mitä on esitetty oheisen itsenäisen patenttivaatimuksen 13 tunnusmerkkiosassa.

20165406 prh 01 -08- 2018

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen itsenäisen patenttivaatimuksen 14 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus

Tuote

Keksintö kohdistuu lannoitteeseen, joka käsittää seoksena puutuhkaa, typenlähdettä ja vettä, lannoite on rakeen muodossa, rakeen pH on 10-13,5 ja rakeen murtolujuus on 1,5 - 6 kg.

Keksintö kohdistuu erityisesti lannoitteeseen käytettäväksi metsämaan lannoitukseen, joka lannoite käsittää typenlähteen ja puutuhkaa, ja lannoite käsittää rakeita, joiden murtolujuus on välillä 1,5-6 kg, vesipitoisuus on välillä 7-18 %, pH on välillä 10-13.5, irtotiheys on välillä 950-1150 kg/m³, ja keskimääräinen partikkelikoko on välillä 1-25 mm.

Lannoitteella tarkoitetaan tässä lannoitetuotetta.

Erään edullisen suoritusmuodon mukaan rakeiden vesipitoisuus on välillä 10-12 %.

Erään edullisen suoritusmuodon mukaan rakeiden pH on välillä 12-13.

Erään edullisen suoritusmuodon mukaan rakeiden irtotiheys on välillä 950 - 1150 kg/m³.

Erään edullisen suoritusmuodon mukaan rakeiden keskimääräinen partikkelikoko on välillä 2-12 mm.

20165406 prh 01 -08- 2018

Tässä hakemuksessa puutuhkalla tarkoitetaan tuhkaa, joka on peräisin metsäbiomassojen, peltobiomassojen, metsäteollisuuden prosessissa syntyneiden puuperäisten lietteiden poltosta, tai edellä mainittuja käsittävien seosten poltosta tai niiden seosten poltosta turpeen kanssa. Tuhka voi olla myös hyödyntämistoimen, esimerkiksi termisen puhdistusprosessin, läpikäynyttä jätettä polttavien voimalaitosten tuhkaa. Edullisesti tuhka syntyy poltossa, jossa on pääasiallisena polttoraaka-aineena metsäbiomassat, kuten puuaines, kuori, kannot, neulaset/lehdet, 30-100 % osuudella, erityisen edullisesti 60-80 % osuudella. Näin saatua tuhkaa kutsutaan tässä puutuhkaksi.

Puutuhkasta saa huomattavasti monipuolisemman hivenravinneannoksen verrattuna kemiallisiin lannoitteisiin.

Tässä hakemuksessa typen lähde valitaan urean, metyleeniurean, formaldehydiurean, isobutylideenidiurean, ja näiden seosten joukosta. Typen lähde voi olla granuloitua tai liukoista. Edullisesti käytetään ureaa, joka on granuloitua eli rakeista ureaa.

Keksinnön mukaisen valmiin lannoiterakeen pH on 11-13.5, edullisesti pH on 12-13.

Keksinnön mukaisen valmiin lannoiterakeen murtolujuus on välillä 1,5-6 kg, edullisesti murtolujuus on välillä 2-5,5 kg.

Keksinnön mukaisen valmiin lannoiterakeen vesipitoisuus on välillä 7-18 %, edullisesti vesipitoisuus on 10-12 %.

Keksinnön mukaisen valmiin lannoiterakeen irtotiheys on välillä 950-1150 kg/m³, edullisesti 1050 kg/m³.

Keksinnön mukaisen valmiin lannoiterakeen keskimääräinen partikkelikoko on välillä 1-25 mm, edullisesti 2-12 mm.

Keksinnön mukaisen valmiin lannoiterakeen veteen liukenevuus on välillä 15-20 %, edullisesti 18-19 % kuiva-aineiden painosta.

20165406 prh 01 -08- 2018

Erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaan rakeeseen voidaan lisätä typenlähteen ja tuhkan lisäksi lisäainetta, joka valitaan boorin-, kaliumin, ja fosforinlähteen ja niiden seosten joukosta.

Eräässä edullisessa suoritusmuodossa lannoitteen tuhkapitoisuus on 60-90 p- %, edullisesti 65-85 p- %.

Eräässä edullisessa suoritusmuodossa lannoitteen typpipitoisuus on 1,4-10 p-%, edullisesti 2-5 p- %.

Tässä hakemuksessa kaliuminlähde valitaan kaliumkloridin, kaliumsulfaatin, biotiitin, jarosiitin ja niiden seosten joukosta, edullisesti kaliuminlähde on kaliumkloridia. Lannoitteen kaliumpitoisuus voi olla 1-10 p- %, edullisesti 1,4-6,5 p- %. Lannoite voi sisältää 0-30 % lisättyä kaliuminlähdettä, edullisesti 0-5 p- %, joka vastaa 0-5 p- %, edullisesti 1-5 p-% lisättyä kaliumia puhtaaksi kaliumiksi laskettuna. Osa lannoitteen sisältämästä kaliumista voi olla peräisin valmistusaineena käytettävästä tuhkasta.

Tässä hakemuksessa fosforinlähde valitaan apatiitin, superfosfaatin, fosforihapon, lietteenpolton tuhkan ja niiden seosten joukosta, edullisesti fosforinlähde on superfosfaattia. Superfosfaatilla tarkoitetaan kalsiumdivetyfosfaattia tai kalsiumdivetyfosfaatin ja kalsiumsulfaatin seosta. Lannoitteen fosforipitoisuus voi olla 0,525 4 p- %, edullisesti 0,7-2,6 p- %. Lannoite voi sisältää 0-6,5 p- %, edullisesti 0,5-5 p- % lisättyä fosforinlähdettä, joka vastaa 0-2,6 p- %, edullisesti 0-1,3 p-% lisättyä fosforia puhtaaksi fosforiksi laskettuna. Osa lannoitteen sisältämästä fosforista voi olla peräisin valmistusaineena käytettävästä tuhkasta, joten fosforilähteen määrää voidaan säädellä tuhkan sisältämän fosforimäärän mukaan.

Tässä hakemuksessa boorinlähde valitaan boorihapon, natriumboraattien, uleksiitin, kolemaniitin ja niiden seosten joukosta, edullisesti boorinlähde on natriumboraattia.

Lannoitteen booripitoisuus voi olla 0,01-1 p- %, edullisesti booripitoisuus voi olla 0,010,5 p- %. Lannoite voi sisältää 0 - 2,5 p- %, edullisesti 0,2-1 p- % boorinlähdettä, joka vastaa 0-0,3 p- % lisättyä booria alkuaine booriksi laskettuna.

20165406 prh 01 -08- 2018

Erään edullisen suoritusmuodon mukaan typen liukoisuutta lannoiterakeessa voidaan säätää urean, metyleeniurean ja/tai formaldehydiurean suhteiden avulla. Eräässä suoritusmuodossa lannoiterae, joka on tarkoitettu heti harvennushakkuun jälkeen suoritettavaan levitykseen tai talvilevitykseen, voi sisältää 100 % formaldehydiureaa typen lähteestä.

Eräässä toisessa suoritusmuodossa nuorille metsille ja/tai turvemaametsille voidaan levittää keskikesällä lannoiterae, joka sisältää joko ureaa tai metyleeniureaa tai ureaa ja metyleeniureaa suhteessa 1-99 %:99-1 %, edullisesti 50 %:50 %. Edelleen yhdessä suoritusmuodossa voidaan kangasmetsille keväällä ja syksyllä, kun kosteutta on riittävästi, levittää lannoiterae, jossa typenlähteenä urean osuus on 100 %.

Lisäksi havaittiin, että käytettäessä metyleeniureaa ja formaldehydiureaa jo ennestään hitaasti vesiliukoiset metyleeniurea laadut muuttuvat hitaammin liukeneviksi.

Edelleen yhtenä keksinnön etuna voidaan mainita, että eräässä edullisessa suoritusmuodossa tuotteen valmistukseen käytetään vain vähän lisättyä fosforin ja/tai boorinlähdettä, koska esimerkiksi 40-70 % tuotteen sisältämästä boorista ja 60-100 % fosforista ja kaliumista voi tulla tuotteen valmistukseen käytetyn tuhkan mukana. Tämä on selvä etu ottaen huomioon, että boori ja fosfori on luokiteltu kriittisiksi alkuaineiksi, joita on niukasti saatavilla.

Metyleeniurean käyttö tuhkan kanssa perustuu siihen oivallukseen, että amidityppi ei pääse muuntumaan ammoniumiksi/ammoniakiksi emäksisissä oloissa. Sen sijaan ammoniumtyppi muuttuu emäksisissä oloissa ammoniakiksi ja haihtuu kaasuna. Typen liukoisuutta voidaan hidastaa esimerkiksi käyttämällä ureaformaldehydiä, jolloin liukeneminen tapahtuu pidemmällä aikavälillä, ja emäksinen tuhka jarruttaa jo valmiiksi hidasliukoisen formaldehydiurean hajoamista ja typen liukenemista. Lannoitteiden sisältämä metyleeniurea (MU) hajoaa luonnossa ennen liukenemistaan entsymaattisesti

20165406 prh 01 -08- 2018 mikrobitoiminnan seurauksena ammoniumioneiksi, formaldehydiksi ja ureaksi. Mikäli metyleeniurea on emäksisessä tuotteessa, kuten tuhkan kanssa kovana rakeena, mikrobitoiminta estyy ja jo ennestään hitaasti vesiliukoiset tai pidemmälle polymeroituneet liukenemattomat ureaformaldehydilaadut muuttuvat vielä hitaammin liukeneviksi.

Tämän lisäksi, jos tuote levitetään sulaan maahan, urea sitoutuu rakeesta hitaasti liuetessaan tiukasti metsämaan humuskerrokseen, eikä huuhtoutumisvaaraa ole. Urea/formaldehydiurea -suhteella on mahdollista säätää typen liukoisuutta vielä hitaammin liukenevaan muotoon.

Valmistusmenetelmä

Keksintö kohdistuu myös menetelmään lannoitteen valmistamiseksi, missä annostellaan puutuhkaa ja typenlähdettä sekoittajaan, sekoitetaan, jolloin saadaan seos, seos kompaktoidaan ja jälkikäsitellään raekokoon välillä 1-25 mm.

Erityisesti keksinnön mukainen menetelmä käsittää vaiheet, missä annostellaan 60-90 p% puutuhkaa ja 2-32 p- % typenlähdettä, 0-18 p- % vettä, 0-6,5 p- % fosforinlähdettä, 030 p- % kaliuminlähdettä ja 0-2,5 p- % boorinlähdettä sekoittajaan ja sekoitetaan 2-5 min, jolloin saadaan seos, seos kompaktoidaan ja jälkikäsitellään raekokoon välillä 1-25 mm.

Erään suoritusmuodon mukaan keksinnön mukainen menetelmä lannoitteen valmistamiseksi käsittää vaiheet, missä annostellaan 60-90 p- % puutuhkaa ja 2-32 p-% typenlähdettä typpiyhdisteenä laskettuna, 0-18 p- % vettä, 0-6,5 p-% fosforinlähdettä, 030 p-% kaliuminlähdettä, 0-2,5 p-% boorinlähdettä sekoittajaan ja sekoitetaan 2-5 min, jolloin saadaan seos, seos painetaan puristusruuveilla kompaktorin valssaustelojen väliin, jolloin muodostuu levy, joka hajoaa pudotessaan teloilta kappaleiksi, jotka jälkikäsitellään raekokoon välillä 1-25 mm.

Edullisesti annostellaan 65-85 p- % tuhkaa ja 3-12 p- % typenlähdettä sekoittajaan.

Edullisesti kappaleet jälkikäsitellään raekokoon välillä 2-12 mm.

20165406 prh 01 -08- 2018

Valinnaisesti tuhkan ja typenlähteen lisäksi annostellaan lisäainetta, joka valitaan kaliumlähteen, fosforinlähteen, boorilähteen ja niiden seosten joukosta. Lisäaineiden määrä on yhdisteinä laskettuna 0-30 p- % kaliumlähdettä, 0-6,5 p- % fosforinlähdettä, 02,5 p- % boorinlähdettä, ja laskettuna alkuaine kaliumiksi 0-5 p- %, fosforiksi 0-2,6 p- % ja booriksi 0-0,3 p- %.

Tuhka, typenlähde ja valinnaiset lisäaineet voidaan annostella esimerkiksi annostelusuppiloista ruuvi- ja/tai hihnakuljettimilla sekoittajaan. Vaihtoehtoisesti tai lisäksi jauhemaiset raaka-aineet voidaan annostella siiloista sekoittajaan ja kosteat materiaalit sekä alite voidaan annostella annostelusuppiloista.

Alite tarkoittaa tässä alikokoisen jakeen eli alle 1 mm rakeen palauttamista jälkikäsittelystä takaisin sekoitusvaiheeseen.

Kompaktointi suoritetaan kompaktorilla. Valinnaisesti seos tiivistetään tiivistysruHilla ennen kompaktoria, esimerkiksi massavirran nopeudella pyörivillä tiivistysrullilla, jossa näin suoritetussa esitiivistyksessä tiivistysrullien paino on 100-500 kg.

Kompaktorissa seos puristetaan puristusruuveilla kompaktorin valssaustelojen väliin ja ruuvien puristaessa massaa teräksisten telojen väliin, telojen kiertoliike sekä paine ja ruuvien sullonta aiheuttavat telojen väliin baarin paineen, joka on välillä 30-50 bar, edullisesti 35-45 bar. Paineen avulla telojen välissä syntyy levy. Puristusruuvien puristusvoima on noin 2-15 kN/cm.

Jälkikäsittelyssä tuotteen raekoko säädetään esimerkiksi seulomalla sopivaksi, alikoko palautetaan takaisin prosessiin ja ylikoko murskataan, esimerkiksi palkkimurskaksi tai valssimurskaksi, ja palautetaan seulalle. Jälkikäsittelyvaihe voi käsittää seulontavaiheen rakeiden seulomiseksi ja akseptin, alikokoisen rejektin ja ylikokoisen rejektin aikaan saamiseksi, vaiheen alikokoisen rejektin palauttamiseksi takaisin sekoitusvaiheeseen ja vaiheen ylikokoisen rejektin murskaamiseksi ja palauttamiseksi seulontavaiheeseen. Lannoitetuotteen keskimääräinen raekoko on noin 1-25 mm, edullisesti 2-12 mm.

20165406 prh 01 -08- 2018

Keksinnön mukainen menetelmä lannoitteen valmistamiseksi on aikaa säästävä, kustannustehokas ja yksinkertainen perinteisiin märkägranulointi prosesseihin verrattuna. Kuivagranuloinnilla, joka käsittää sekoituksen, kompaktoinnin ja jälkikäsittelyn, on mahdollista käsitellä tuhkaa 7-18 % vesipitoisuudessa ja syntynyt tuote on tätä kuivempi.

Tuhkan oksidien, lähinnä kalsiumin, hydratoituessa syntyy lämpöä, joka kuivattaa rakeisen tuotteen 10-12 % vesipitoisuuteen. Rakeiden kovettumisaika on noin 2 vrk riippuen käytettyjen tuhkien reaktiivisuudesta. Tuhkien liukoisen orgaanisen aineen määrä ei häiritse tuotantoa niin paljon kuin esimerkiksi märkägranuloinnissa.

Merkittävää on myös se, etteivät kovetetut rakeet liukene tai hajoa veteen upotettaessa ja lannoiterakeiden kiinteä olomuoto säilyy maassa useita vuosia.

Tässä hakemuksessa sekoittajalla tarkoitetaan tasosekoittajaa, vaaka-akselisekoittajaa, ruuvikuljetinta tai ruuvisekoitinta. Sekoittajana voidaan käyttää myös alan ammattimiehen valitsemaa muuta sekoittamiseen soveltuvaa laitetta/laitteistoa.

Keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa valmistusaineet siirretään pneumaattisella kuljettimella sekoittajaan.

Eräässä keksinnön suoritusmuodossa kompaktorissa syntynyt levy voidaan hajottaa rakeiksi pudottamalla. Edelleen erään toisen suoritusmuodon mukaan kompaktorissa syntynyt levy voidaan hajottaa rakeiksi valssimurskaimella, joka on asennettu suoraan kompaktorin jälkeen. Eräässä suoritusmuodossa kompaktorin telaa vasten on asennettu telapyöriä halkaisemaan levyä. Vielä erään toisen suoritusmuodon mukaan levy voidaan hajottaa ’’esirakeiksi” muotoillun kompaktorin telan avulla.

Keksintöä ja sen muita kohteita ja etuja kuvataan tarkemmin seuraavassa esimerkinomaisessa esityksessä viittaamalla samalla liitteenä olevaan kuvaan 1, joka esittää kaavion keksinnön mukaisen tuotteen valmistusmenetelmästä ja jossa vastaavat viitenumerot kuvassa 1 viittaavat vastaaviin piirteisiin. Kuvassa 1 keksinnön mukaiset menetelmävaiheet ovat seuraavat:

10) sekoitusvaihe punnittujen tai tilavuuden mukaan annosteltujen raakaaineiden sekoittamiseksi ja seoksen muodostamiseksi,

20) valinnaisesti seoksen esikompaktointi tiivistysrullilla,

30) levynmuodostusvaihe levyn muodostamiseksi seoksesta,

40) hajottamisvaihe levyn hajottamiseksi ja rakeiden muodostamiseksi

50) rakeiden jälkikäsittelyvaihe rakeiden jälkikäsittelemiseksi.

Kuvassa 1 esitetään kaavio keksinnön mukaisen tuotteen valmistusmenetelmästä.

Typen lähde (1), joka on edullisesti urea ja/tai metyleeniurea, ja/tai ureaformaldehydi, ja/tai isobutylideenidiurea, fosforilähde (2), joka on edullisesti apatiitti ja/tai superfosfaatti, kaliumlähde (3), joka on edullisesti kaliumkloridi ja/tai kaliumsulfaatti, tuhka (4), boorinlähde (5) ja vesi (6) punnitaan ja/tai annostellaan tilavuuden mukaan ja sekoitetaan sekoitusvaiheessa sekoittimella (10) (esimerkiksi tasosekoittimella tai vaakaakselisekoittimella), jolloin saadaan seos (11). Valinnaisesti seos voidaan esitiivistää vapaasti pyörivillä tiivistysrullilla (20) ja esitiivistetty seos (21) ohjata kompaktoriin (30).

Levynmuodostusvaiheessa seos (11) painetaan puristusruuveilla kompaktorin (30) valssaustelojen väliin, ja ruuvien puristaessa massaa telojen väliin, telojen kiertoliike sekä paineja ruuvien sullonta aiheuttavat telojen väliin noin 30-50 bar paineen. Paineen avulla telojen välissä syntyy levy (31), joka hajoaa ensin pienemmiksi kappaleiksi tippuessaan hajottamisvaiheessa, ja siitä muodostetaan jälkikäsittelyssä metsälannoitukseen soveltuvia lannoiterakeita (51), joiden keskimääräinen raekoko on 1-25 mm, edullisesti 212 mm. Syntyneen levyn hajottaminen rakeiksi tehdään hajottamisvaiheessa pudottamalla ja/tai murskaamiseen soveltuvilla välineillä (40).

20165406 prh 01 -08- 2018

Rakeiden jälkikäsittely suoritetaan jälkikäsittelylaitteessa (50), jossa raekoko säädetään 25 sopivaksi esimerkiksi seulomalla, jolloin alikoko palautetaan takaisin prosessiin ja ylikoko murskataan ja palautetaan seulalle. Jälkikäsittely voidaan tehdä tasoseulalla, alitteen poisto tuuliseulalla tai ilmaveitsellä, rumpuseulalla tai rullaseulalla. Tasoseula voi olla esimerkiksi epäkesko, täryseula tai magneettitäryseula. Seuloissa voi olla verkkoratkaisuna esimerkiksi säleikkö, verkkoseula tai lankaseula.

Näin valmistettu lannoiterae kovettuu tuhkan pozzolaanisuuden ja partikkeleiden välisen kitkan vuoksi tuotteen kuivuessa.

20165406 prh 01 -08- 2018

Kuvassa 2 on esitetty keksinnön mukaisen lannoiterakeen valmistusmenetelmä erään edullisen suoritusmuodon mukaan, jossa typenlähde, fosforilähde, kaliumlähde, tuhka, boorinlähde ja vesi punnitaan tai annostellaan tilavuuden mukaan. Jauhemaiset aineet annostellaan siiloista (1 A) tai suursäkeistä annostelusuppiloista (1B). Kosteat materiaalit sekä alite voidaan syöttää annostelusuppiloista (1B) sekoittimeen (2), josta saatu seos voidaan valinnaisesti esitiivistää massavirran nopeudella pyörivillä tiivistysrullilla (3). Seos painetaan puristusruuveilla kompaktorin (4) valssaustelojen väliin, ja ruuvien puristaessa massaa telojen väliin, telojen kiertoliike sekä paine ja ruuvien sullonta aiheuttavat telojen väliin noin 40 bar paineen. Paineen avulla levyjen välissä syntyy levy, joka hajotetaan rakeiksi pudottamalla ja/tai murskaamiseen soveltuvilla välineillä (5). Syntyneet rakeet seulotaan ja ylikoko murskataan (6), alikoko voidaan palauttaa takaisin prosessiin (7) ja valmis tuote (8) siirretään varastoon toimitusta ja pakkaamista varten.

Yhdistämällä puutuhka ja typenlähde, edullisesti urea samaan rakeeseen, on mahdollista välttää erilliset pakkaukset, kuljetukset ja varsinkin erillinen levitys, koska urean ja tuhkan levitystä varten on perinteisesti tarvittu erilaiset levityskalustot. Lisäksi yhdistämällä tuhka ja urea samaan rakeeseen, voidaan vähentää lannoitteen levityskertoja ja levitettävän lannoitteen määrää, koska keksinnön mukainen lannoitetuote on tiiviimmässä ja väkevöidymmässä muodossa. Tässä kuvatun lannoitetuotteen käytöllä saadaan myös helpommin hallittavissa oleva ja edullisempi logistiikka sekä varmistetaan hyvä levityksen laatu. Lisäksi keksinnön merkittävänä etuna nähdään se, että typen haihtuvuus vähenee huomattavasti keksinnön mukaisella lannoitteella ja siten lannoitteella on parempi hyötysuhde eli pienemmillä lannoitemäärillä saavutetaan parempi teho lannoitekäytössä verrattuna aikaisempaan.

Keksinnön mukainen lannoitetuote on runsasravinteinen, tiivis, helppo pakata ja kuljettaa. Lannoite sisältää kaikki metsänlannoitukseen ja erityisesti keskiravinteisten ja sitä karumpien kangasmaiden lannoitukseen tarvittavat ravinteet. Lannoite on stabiili, eikä se hajoa tai liukene veteen upotettaessa.

Keksinnön avulla on siis saatu aikaan uuden tyyppinen lannoitetuote ja menetelmä sen valmistamiseksi sekä tuotteen käyttö, minkä avulla vältetään useita tunnetun tekniikan epäkohtia ja saavutetaan merkittävää etua niihin nähden. Keksinnön mukaisella lannoitetuotteen käytöllä metsänlannoituksessa voidaan saavuttaa merkittäviä säästöjä

20165406 prh 01 -08- 2018 etenkin lannoitteen pakkaus-, kuljetus- ja levityskustannuksissa. Levityskustannuksissa merkittäviä säästöjä on mahdollista saada levitykseen käytetystä ajasta ja levityskalustosta, sillä tuote voidaan levittää yhdellä levityskerralla ja levitykseen tarvitaan vain yksi levitykseen soveltuva kalusto.

Keksintöä havainnollistetaan seuraavien esimerkkien avulla, joihin keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus rajata.

Esimerkissä 1 on kuvattu lannoitetuotteen koostumus erään suoritusmuodon mukaisesti ja lannoitetuotteen valmistus. Lisäksi keksinnön mukaista tuotetta on verrattu tuhkalannoitteeseen (taulukko 1). Esimerkissä 2 on esitetty laboratoriokoe, jossa lannoitteen käyttöä on simuloitu metsämaan lannoitusta kuvaavassa lannoituskoemallissa.

Esimerkki 1

Lannoitetuotteen valmistus

Lannoite valmistettiin sekoittamalla 2,2 kg natriumboraattia, 122 kg ureaa, 30 kg superfosfaattia, 20 kg kaliumkloridia, 710 kg puutuhkaa ja 130 kg vettä. Seos tiivistettiin tiivistysrullilla ja painettiin sen jälkeen puristusruuveilla kompaktorin valssaustelojen väliin.

Ruuvien puristaessa massaa telojen väliin, telojen kiertoliike sekä paine ja ruuvien sullonta aiheuttivat telojen väliin noin 40 baarin paineen. Paineen avulla telojen välissä syntyi 1215 mm levy, joka hajosi tippuessaan ja jälkikäsittelyssä noin 2-12 mm kokoiseksi rakeeksi. Rae kovettui kahdessa vuorokaudessa. Valmis rae sisälsi noin 11 % ureaa ja tuhkaa 83 % kuiva-aineista. Rakeen vesipitoisuus oli noin 10-12 %, kiintotiheys 1400-1800 kg/m³ ja irtotiheys 1050 kg/m³. Rakeiden murtolujuus oli 3,6 (±1,6) kg määritettynä teoksessa David W. Rutland, Manual for determining physical properties of fertilizer, September 1986 (International Fertilizer Development Center, P.O.Box 2040, Muscle Shoals, Alabama 35662) esitetyllä standardimenetelmällä IFDC S-115.

Rakeen liukenevuus veteen määritettiin ravistelemalla rakeita vedessä neljä tuntia tasoravistelijalla (vesi-kiintoainesuhde L/S=2). Alkuperäisen näytteen kuiva-aine mitattiin ennen ravistelua ja näyte sekä vesi punnittiin koeastiaan. Ravistelun jälkeen näyte suodatettiin ja vesi valutettiin 1000 ml mittalasiin. Suodatin punnittiin ennen suodattamista. Mittalasiin suodattimen lävitse päässeen pienen määrän kiintoainetta annettiin laskeutua ja vesi kaadettiin pinnalta varovaisesti pois. Kiintoaine suodattimineen sekä sakka kuivattiin 150 °C:ssa ja sitten punnittiin. Alkuperäisen näytteen kuiva-aineen ja suodatetun näytteen kuiva-aineen eroksi saatiin 18,6 %.

Taulukossa 1 on esitetty keksinnön mukaisen lannoiterakeen ja vertailuna kaupallisen tuhkalannoiterakeen (Ecolan T4000) koostumukset, jotka analysoitiin akkreditoidussa tutkimuslaboratoriossa. Keksinnön mukaisesta lannoiterakeesta käytettiin nimitystä typpituhka ja vertailuna olleesta tuhkalannoitteesta nimitystä tuhka. Keksinnön mukaisessa typpituhka rakeessa on luonnollisesti huomattavasti suurempi typpipitoisuus johtuen rakeiden sisältämästä ureasta. Myös kupari ja booripitoisuudet ovat typpituhkarakeessa suuremmat kuin tuhkalannoitteessa. Tuotteessa esiintyy pitoisuusvaihtelua niissä alkuaineissa joiden pitoisuutta ei säädetä lisäaineistamalla, koska tuhkaraaka-aineiden pitoisuus vaihtelee.

20165406 prh 01 -08- 2018

Taulukko 1.

Näyte: Typpituhka Tuhka Analyysit Tulos U Tulos U Yksikkö LOQ Menetelmä
Arseeni, As *	21	± 17 %	18	± 17 %	mg/kg ka	3	EPA3051 (HNO3\HCI),SFS -EN ISO11885:09
Kadmium, Cd *	3,2	± 18 %	4,2	± 18 %	mg/kg ka	0,3	EPA3051 (HNO3\HCI),SFS -EN ISO11885:09
Kromi, Cr *	84	± 15 %	46	± 15 %	mg/kg ka	2	EPA3051 (HNO3\HCI),SFS -EN ISO11885:09
Kupari, Cu*	170	± 15 %	83	± 15 %	mg/kg ka	2	EPA3051 (HNO3\HCI),SFS -EN ISO11885:09
Elohopea, Hg *	0,18	± 17 %	0,27	± 17 %	mg/kg ka	0,0 4	EPA3051 (HNO3\HCI),ISO 16772:2004

Nikkeli, Ni *	47	± 15 %	35	± 15 %	mg/kg ka	1	EPA3051 (HNO3\HCI),SFS -EN ISO11885:09
Lyijy, Pb *	41	± 18 %	69	± 18 %	mg/kg ka	3	EPA3051 (HNO3\HCI),SFS -EN ISO11885:09
Sinkki, Zn *	770	± 15 %	990	± 15 %	mg/kg ka	3	EPA3051 (HNO3\HCI),SFS -EN ISO11885:09
Kokonaistypp i, N	42500	± 15 %	380	± 15 %	mg/kg ka	10 0	SFS-EN 13654-1 :en 2002
Kalsium, Ca*	16,8	±7%	14,3	±7%	% ka	0,0 5	ASTM C 1301-95, CEN ENV 955-4:1997
Kalium, K*	2,7	± 12 %	3,2	± 12 %	% ka	0,1	ASTM C 1301-95, CEN ENV 955-4:1997
Magnesium, Mg *	2,0	± 10 %	1,7	± 10 %	% ka	0,0 2	ASTM C 1301-95, CEN ENV 955-4:1997
Fosfori, P *	1,5	± 11 %	1,2	± 11 %	% ka	0,0 1	ASTM C 1301-95, CEN ENV 955-4:1997
Boori, B	900	± 17 %	280	± 17 %	mg/kg ka	4	EPA3051 (HNO3\HCI), SFS-EN ISO11885:09

U = Laajennettumittausepävarmuus (k=2), LOQ = Määritysraja

20165406 prh 01 -08- 2018

Esimerkin 1 taulukosta 1 nähdään, että keksinnön mukainen lannoite sisältää monipuolisen ravinnekoostumuksen, joka vastaa erillisillä typpi- ja tuhkalannoitteilla saavutettavaa ravinnekoostumusta. Lisäksi lannoitteen raskasmetallipitoisuus, kuten arseeni, elohopea, kadmium, kromi, kupari, lyijy, nikkeli ja sinkki, on verrattain pieni.

Esimerkki 2

Urean hajoamista ammoniakiksi tutkittiin kolonnikokeella, joka koostui metsämaata 10 simuloivasta kolonnista sekä muodostuvan ammoniakin vangitsevasta keräysosasta.

Kolonneissa testattiin veden vaikutusta ammoniakin muodostumiseen ureasta. Kannellinen kolonni oli halkaisijaltaan 23 cm ja kolonnin pohjan tyhjää tilaa (2 cm) erotti rei’itetty välipohja. Kolonnin pohjalle jätettiin 2cm tyhjää tilaa vajoveden keräystä sekä

20165406 prh 01 -08- 2018 kaasunvaihdon testaamista tarvittavaa pohjan paineistusta varten. Välipohjan päälle lisättiin maakerrokset alhaalta ylöspäin lueteltuna 5 cm / 2000 g hiekkaa (kosteus 4,8%), 5 cm/ 250 g kerros Vapo kuiviketurvetta (kosteus 32,5%) sekä päällimmäiseksi hellävaraisesti homogenoitua rahkasammalta noin 5 cm /100 g (kosteus 85%). Sammal oli kerätty mustikkatyypin metsästä Viitasaarelta Keski-Suomesta.

Ammoniakin keräämisen mahdollistamiseksi kolonnin kannen läpi välipohjan tyhjään tilaan johdettiin halkaisijaltaan 6 mm paineilmaletku, jota kautta kolonniin pumpattiin ilmaa. Paineilmaletkun pää oli tulpattuna kunnes pumppaus kolonnin läpi aloitettiin. Kolonnista poistuva ilma johdettiin kannen läpi halkaisijaltaan 6 mm paineilmaletkulla vedellä (200 ml) täytettyyn ja fosforihapolla pH <3 hapotettuun 250 ml pakastepulloon. Paineilma letkun pää tulpattiin ja putken kylkeen porattiin 2mm reikiä. Kokeita varten valmistettiin 16 kappaletta identtisiä kolonneja. Kolonnit 1-2 olivat O-näytteitä, kolonnien 3-12 typpi määrä vastasi 200 kg/ha ja kolonnien 13-16 typpimäärä vastasi 500 kg/ha lannoiteannosta.

Vesimäärät sademääriksi muutettuna vaihtelivat 0,2 mm kevyestä kasteesta (80 g) aina 3 mm rankkasateeseen (1250 g).

Kokeessa käytetyt keksinnön mukaiset typpituhkarakeet valmistettiin esimerkin 1 mukaisesti ja urea lannoiterae oli kaupallinen valmiste (Green Care). Taulukossa 2. on kuvattu kolonnien käsittelyt. Urea (Green Care, typpi 46 %) ja typpituhka (kosteus 6 %, Typpi 4,65 %, raekoko 2-6 mm) levitettiin tasaisesti kolonnien sammal kerroksen päälle. Vesi sumutettiin lopuksi kolonnien pinnalle. Kolonnien kannet suljettiin ja tiivistettiin ja kolonnit jätettiin inkuboitumaan viideksi vuorokaudeksi. Viiden vuorokauden jälkeen kolonnin läpi pumpattiin viisi minuuttia ilmaa annoksella 11 l/min kaasunkeräyspulloihin.

Kolonnit avattiin ja typpituhka rakeet kerättiin talteen kokonaistypen määritystä varten.

Kaasun keräyspullojen ammoniumtyppipitoisuus määritettiin SFS-ΕΝ ISO 11732:2005 mukaisesti ja kolonnitestin läpikäyneen rakeen kokonaistyppi SFS-ΕΝ ISO 11905-1:1998 mukaisesti. Taulukossa 3 on esitetty keräyspullojen ammoniumtyppipitoisuus ja kolonnitestin läpikäyneiden rakeiden kokonaistyppipitoisuudet. Typpituhkan kokonaistyppi määritettiin EPA3051(HNO₃\HCI), SFS-ΕΝ ISO11885:09 menetelmillä. Urean osuus kokonaispitoisuudesta määritettiin ravistelemalla näytettä vedessä (L/S= 10) ja mittaamalla veden ureapitoisuus (Koroleff 1979, Meriveden yleisimmät kemialliset analyysimenetelmät, Merentutkimuslaitos, Helsinki).

20165406 prh 01 -08- 2018

Taulukko 2.

Kolonni nro	Typpituhka	Urea (g)	Vesi (g)	Inkubointi lämpötila (°C)
1	0	0	250	20
2	0	0	1250	20
3	20,78	0	250	20
4	20,78	0	500	20
5	20,78	0	750	20
6	20,78	0	1000	20
7	20,78	0	1250	20
8	0	1,78	250	20
9	0	1,78	500	20
10	0	1,78	750	20
11	0	1,78	1000	20
12	0	1,78	1250	20
13	0	4,37	0	30
14	0	4,37	80	30
15	51,9	0	0	30
16	51,9	0	80	30

Taulukko 3.

Kolonni	Vesinäytteen	Kolonnitestin läpikäynyt rae
nro	ammoniumtyppi (mg/l)	Kokonaistyppi %
1	<0,0050
2	<0,0050
3	0,01	0,14

4	0,23	Puuttuu
5	0,067	0,12
6	<0,0050	0,14
7	<0,0050	0,12
8	0,0057	Puuttuu
9	0,014	Puuttuu
10	0,0084	Puuttuu
11	<0,0050	Puuttuu
12	0,0062	Puuttuu
13	0,75	Puuttuu
14	0,17	Puuttuu
15	0,051	0,27
16	0,066	0,18

20165406 prh 01 -08- 2018

Taulukosta 3 puuttuvat kolonnitestin läpikäyneiden rakeiden kokonaistyppipitoisuudet kolonneista 8-14, koska rakeet liukenivat testissä kokonaan, eikä määritystä siten voitu tehdä.

Tulokset

Tuhkan vaikutus typen haihtuvuuteen

Ammoniakin keräysnesteessä ei ollut kolonnien 1-12 välillä selvää trendiä. Kuivimpien ja 10 kosteimpien kolonnien keräyspulloista ei saatu kaasua talteen, koska pitoisuus oli alle määritysrajojen. Kolonnien 1-12 tyhjennyksessä tapahtui vuotoja osassa kolonneista, jotka vaikuttivat todennäköisesti tulokseen. Korkeammassa lämpötilassa pidettyjen kolonnien

13-16 ammoniakkiansoissa oli kuivemmassa käsittelyssä ureakäsittelyssä 14 kertaa suurempi ammoniakkipitoisuus verrattuna tuhkatyppirakeen ammoniakkiansan pitoisuuteen ja kosteammassa käsittelyssä 2,5 kertaa suurempi ureakäsittelyssä verrattuna tuhka-typpirakeilla lannoitettuun kolonniin.

Rakeet pidättivät typpeä. Kuivemmissa käsittelyissä oli alkuperäisestä kokonaistypestä jäljellä rakeissa vielä 13 % ja suuremmilla sademäärillä (n. 1,2mm ja 2,4mm) 6 % kokonaistypestä oli jäljellä rakeissa viiden vuorokauden jälkeen kokeen aloittamisesta.

Keksinnön mukaiset typpituhkarakeet säilyttävät rakenteensa eivätkä liukene sateessa. Sen sijaan urearakeet hajoavat ja liukenevat täysin maahan jo sammalkerroksen kosteuden vaikutuksestakin. Tuhkalannoitteiden rakeiden kiinteä olomuoto säilyy maassa useita vuosia.

On huomattava, että edellä esitetyt esimerkit keksinnön suoritusmuodoista eivät rajoita keksinnön patenttivaatimuksissa esitettyä suojapiiriä, vaan että patenttivaatimuksien on tarkoitettu kattavan kaikki muunnokset, vastaavuudet ja vaihtoehdot, jotka sisältyvät keksinnön henkeen ja piiriin, joka on määritetty oheisissa patenttivaatimuksissa.

Claims (17)

1. PATENTTIVAATIMUKSET

   20165406 prh 23 -04- 2018

   1. Lannoite, tunnettu siitä, että se käsittää seoksena puutuhkaa, typenlähdettä joka valitaan urean, formaldehydiurean, isobutylideenidiurean, metyleeniurean ja niiden seosten joukosta, ja vettä, lannoite on rakeen muodossa, rakeen pH on 10-13,5 ja

   5 rakeen murtolujuus on 1,5 - 6 kg.
2. 2. Vaatimuksen 1 mukainen lannoite, tunnettu siitä, että puutuhka on peräisin metsäbiomassojen, peltobiomassojen, metsäteollisuuden prosessissa syntyneiden puuperäisten lietteiden poltosta, tai edellä mainittuja käsittävien seosten poltosta tai niiden seosten poltosta turpeen kanssa.

   10
3. 3. Vaatimuksen 2 mukainen lannoite, tunnettu siitä, että metsäbiomassojen osuus poltossa on vähintään 30-100 paino- %.
4. 4. Jonkin edeltävistä vaatimuksista mukainen lannoite, tunnettu siitä, että se sisältää jätteenpoltossa tai jätteen rinnakkaispoltossa syntyvää voimalaitoksilla jätteenä syntyvää tuhkaa.

   15 5. Jonkin edeltävistä vaatimuksista mukainen lannoite, tunnettu siitä, että se sisältää typenlähdettä 2-32 p- %, edullisesti 3-12 p- %, ja puutuhkaa 60-90 p- %, edullisesti 65-85 p- %.

   6. Jonkin edeltävistä vaatimuksista mukainen lannoite, tunnettu siitä, että lannoite sisältää lisäainetta, joka on valittu boorinlähteen, kaliuminlähteen, fosforinlähteen tai

   20 niiden seosten joukosta.

   7. Vaatimuksen 6 mukainen lannoite, tunnettu siitä, että boorinlähde on boorihappo, natriumboraatit, uleksiitti ja/tai kolemaniitti tai niiden seos ja että boorinlähteen määrä lannoitteessa on 0-2,5 p- %.

   8. Vaatimuksen 6 mukainen lannoite, tunnettu siitä, että fosforilähde on fosforihappo,

   25 apatiitti, lietteenpolton tuhka ja/tai superfosfaatti tai niiden seos, ja että fosforinlähteen määrä lannoitteessa on 0-6,5 p- %.

   9. Vaatimuksen 6 mukainen lannoite, tunnettu siitä, että kaliuminlähde on kaliumkloridi, biotiitti, jarosiitti ja/tai kaliumsulfaatti tai niiden seos, ja että kaliuminlähteen määrä lannoitteessa on 0-30 p- %.

   10. Jonkin vaatimusten 1-9 lannoite, tunnettu siitä, että lannoitteen liukenevuus veteen on 15-20 %, edullisesti 18-19 % kuiva-aineiden painosta.

   11. Jonkin edellisistä vaatimuksista mukainen lannoite, tunnettu siitä, että lannoiterakeen keskimääräinen partikkelikoko on välillä 1-25 mm, edullisesti 2-12
5. 5 mm.

   12. Jonkin edeltävistä vaatimuksista mukainen lannoite, tunnettu siitä, että lannoiterakeen vesipitoisuus on 7-18 %, edullisesti 10-12 %.

   13. Jonkin edeltävistä vaatimuksista mukaisen lannoitteen käyttö metsälannoitteena, erityisesti suometsän ja/tai kangasmaiden lannoitteena.
6. 10 14. Menetelmä jonkin vaatimuksen 1-12 mukaisen lannoitteen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheet, missä annostellaan puutuhkaajatypenlähdettä ja vettä sekoittajaan, sekoitetaan, jolloin saadaan seos, seos kompaktoidaan ja jälkikäsitellään seulomalla raekokoon välillä 1-25 mm.
7. 15. Vaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää seoksen

   15 esikompaktointivaiheen seoksen esikompaktoimiseksi.
8. 16. Vaatimuksen 14 tai 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää levynmuodostusvaiheen, jossa levynmuodostusvaiheessa seos puristetaan kompaktorin valssaustelojen väliin.
9. 17. Jonkin vaatimuksista 14-16 menetelmä, tunnettu siitä, että
10. 20 levynmuodostusvaiheessa puristusruuvit ja valssaustelat aiheuttavat puristuspaineen seokseen, ja että puristuspaine on välillä 30-50 bar, edullisesti 35-45 bar.