Bir gübrenin fiziksel özellikleri, kimyasal bileşimi ve nasıl üretildiği ile belirlenir. Ürün özelliklerinin anlaşılması, gübrenin taşınması, depolanması ve yayılması için yararlıdır.

En önemli gübre özellikleri:

• Higroskopisite
• Kekleşme
• Partikül şekli ve boyut dağılımı
• Partikül mukavemeti ve mekanik direnç
• Toz ve ince taneler oluşturma eğilimi
• Yığın yoğunluğu
• Uyumluluk (kimyasal ve fiziksel)

Higroskopisite

Hava, su buharı olarak nem içerir ve bu nedenle nem ve sıcaklık tarafından belirlenen bir su buharı basıncı (p H₂O) uygular. Sıcak hava, soğuk havadan daha fazla su içerebilir. Su içeriği bağıl nem (RH) ile ifade edilir.

Hava su buharı ile doyduğunda bağıl nem %100 ve yarı doymuşsa %50 bağıl nemdir. Su buharı yüksekten düşük su buharı basıncına doğru hareket edecektir.

Havanın su buharı basıncı, havanın nemi ve sıcaklığı ile değişir.

Tüm gübreler az çok higroskopiktir, yani belirli bir nemde veya belirli bir su buharı basıncında nemi emmeye başlarlar. Bazı çok higroskopik gübreler nemi diğerlerine göre çok daha kolay ve daha düşük nemde çeker. Havanın su buharı basıncı gübrenin su buharı basıncını aşarsa su emme gerçekleşir.

Depolama ve taşıma sırasında nemin emilmesi fiziksel kaliteyi düşürecektir. Gübrenin hava sıcaklığı ve nemi ile yüzey sıcaklığı bilinerek su emiliminin gerçekleşip gerçekleşmeyeceği belirlenebilir.

Tipik olarak, bir su emme eğrisi düşük nemde (gösterildiği gibi) yavaşça yükselir, ancak belirli bir nem veya nem aralığında hızla artmaya başlar. Bu neme gübrenin kritik nemi denir. Sıcaklık arttığında kritik nem azalır.

Önemli miktarda su alımının gübre ürünleri için istenmeyen sonuçları vardır:

• Parçacıklar yavaş yavaş yumuşak ve yapışkan hale gelir
• Parçacıkların hacmi artar
• Parçacıklar çatlamaya başlar
• Ağartma, renk değiştirme
• Azaltılmış parçacık gücü
• Kekleşme eğilimi artar
• Toz ve ince tanelerin oluşumu artar
• Depo zeminleri nemli ve kaygan hale gelir
• Stabilize düz amonyum nitrat termostabiliteyi kaybeder
• Yayılma kalitesi etkilenebilir
• Ekipman tıkanması
• Artan standart dışılık

Topaklanma

Gübrelerin çoğu, depolama sırasında sinterlenme veya kekleşme eğilimindedir.

Bu tür topaklanma, güçlü kristal köprülerin oluşumu ve granüller arasındaki yapışma kuvvetleri nedeniyle ortaya çıkar. Çeşitli mekanizmalar söz konusu olabilir; en önemlileri şunlar gibi görünüyor:

 

 

 

• Bitmiş üründeki kimyasal reaksiyonlar
• Gübre tuzlarının partikül yüzeyinde çözünmesi ve yeniden kristalleşmesi
• Yüzeyler arasındaki yapışma ve kılcal kuvvetler

Kekleşme birkaç faktörden etkilenir:

• Hava nemi
• Sıcaklık ve ortam basıncı
• Ürünün nem içeriği
• Parçacık gücü ve şekli
• Kimyasal bileşim
• Depolama zamanı

Bu parametreler kontrol edilirse topaklanma eğilimi düşük kalır. Ek olarak, genellikle uygun bir topaklanma önleyici maddenin uygulanmasına ihtiyaç duyulur. Kalsiyum nitratta küçük topaklanma eğilimleri vardır, ancak NPK’ler, AN ve Üre’de çok önemli bir olgudur. Gübrelerin kaplanması, ürünlerin su emme oranını azaltır.

Parçacık şekli ve boyut dağılımı

Gübre taneleri pürüzsüz ve camsı bir yüzeye sahipken, granüllerin yüzeyi çok değişken olabilir; normalde granüller tanelerden daha pürüzlü ve düzensizdir. Partikül yüzeyinin rengi, proseste uygulanan hammaddelere göre veya partikülleri renklendirmek için eklenen mineral veya organik pigmentlerden dolayı değişebilir.

Parçacık boyutu dağılımı, yayılma özellikleri ve ayrışma eğilimleri için önemlidir. Bileşenin toplu karışımlarda olması özellikle önemlidir.

Parçacık kuvveti ve mekanik direnç

Gübre parçacıklarının ezilme mukavemeti, kimyasal bileşime bağlı olarak büyük farklılıklar gösterir. Çeşitli gübre türleri için ölçülen ezilme mukavemeti tabloda gösterilmektedir. Su emiliminin çoğu gübre üzerinde olumsuz etkileri vardır. Parçacıklar yapışkan hale gelebilir ve parçalanma eğilimi gösterebilir.

Mekanik direnç, gübrenin taşıma zincirinde kendilerine uygulanan baskılara direnme yeteneğidir. Mekanik direnç, yüzey yapısına ve partikül mukavemetine bağlıdır.

Toz oluşumu

Büyük miktarlarda gübre tozu iş yerinde rahatsızlıklara neden olur. Bu nedenle, çoğu ülkede elleçleme işlemlerinden kaynaklanan toz emisyonu kanunla sınırlandırılmıştır. Toz ve para cezaları normalde taşıma sırasında aşağıdakilerden kaynaklanır:

 

 

 

• Su emme
• Zayıf yüzey yapısı ve partikül mukavemeti
• Düşük mekanik direnç
• Taşıma zincirindeki mekanik gerilimler
• Ekipmandan kaynaklanan aşınma ve yıpranma (kazıyıcılar, vidalı besleyiciler, tahıl düzelticiler vb.)

Kütle yoğunluğu

Kütle yoğunluğu veya hacim ağırlığı (kg/m3) gübre türleri arasında farklılık gösterir. Segregasyona bağlı olarak parçacık dağılımındaki değişimler kütle yoğunluğunu etkileyecektir. Mekanik yayma için, belirli bir ürün içindeki varyasyonların minimum düzeyde olması önemlidir.

Uyumluluk (kimyasal ve fiziksel)

Uyumluluk öncelikle farklı gübrelerin karıştırılması, çapraz bulaşma ve diğer güvenlik ve/veya kalite sorunları ile ilgilidir; örneğin, amonyum nitrat durumunda topaklanma, zayıflama, toz oluşumu ve termal döngüye karşı direnç kaybı.

Ref: Gübre harmanlama malzemelerinin uyumluluğu için kılavuz, EFMA, Haziran 2006

1. Her iki ürünün de higroskopik davranışı nedeniyle, amonyum nitrat derecesinin stabilizasyon tipi depolama özelliklerini etkileyebilir.
2. Karışımın (AN/AS karışımları) patlayabilirliği ile ilgili güvenlik çıkarımlarını ve yasal çıkarımları göz önünde bulundurun.
3. Karışımın (AN/AS karışımları) patlayabilirliği, varsa serbest asit ve organik safsızlıkların etkisi ve yasal çıkarımlarla ilgili güvenlik sonuçlarını göz önünde bulundurun.
4. Karışım hızla ıslanacak ve nemi emerek sıvı veya bulamaç oluşumuna neden olacaktır. Güvenlik etkileri de olabilir.
5. Serbest asit mevcutsa, örneğin ambalajı etkileyerek AN’nin çok yavaş ayrışmasına neden olabilir.
6. Kendi kendini idame ettiren ayrışma olasılığını ve genel yağ tabakası seviyesini göz önünde bulundurun.
7. Kükürt yanıcıdır ve örneğin AN, KNO3 ve NaNO3 gibi nitratlarla reaksiyona girebilir.
8. Her iki ürünün higroskopik davranışı nedeniyle, amonyum nitrat bazlı gübrenin stabilizasyon tipi depolama özelliklerini etkileyebilir.
9. SSP/TSP’nin nem içeriğini dikkate alın.
10. Karıştırma sırasında bağıl nemi göz önünde bulundurun.
11. Alçı oluşumu riski.
12. Tecrübe yok ama bunun uyumlu olması beklenebilir. Test ve/veya analiz ile onaylayın.
13. AS’deki safsızlıkları ve karışımın kritik bağıl nemindeki düşüşü göz önünde bulundurun.
14. Ek nitratın olası etkisini göz önünde bulundurun.
15. Topaklanmayı önlemek için karıştırma sırasında üre ve bağıl nem ile amonyum fosfat/potasyum nitrat reaksiyonu olasılığını göz önünde bulundurun.
16. Serbest asit mevcutsa, ürenin amonyak ve karbondioksit vererek hidrolize olma olasılığı vardır.
17. Çok yapışkan üre fosfat oluşumu.
18. Nem nedeniyle olası topaklanma sorunu.
19. Serbest asit mevcutsa, örneğin amonyakla nötrleştirme ve karbonatlarla asit saldırısı gibi bir reaksiyon riskini göz önünde bulundurun.

 

 

Feyza YALÇIN
Kimyager

 

KAYNAKLAR

https://www.yara.ph/