Neue Lösungen zur wirtschaftlicheren Herstellung von hochreinem MAP-Dünger
21 Mar 2019
Einige sagen, dass die Anwendung von Düngemitteln mehr erreicht hat, um den Welthunger zu reduzieren, als jede andere Maßnahme oder Innovation. Angesichts der wachsenden Nachfrage nach Lösungen, die die Nährstoffressourcen effizienter nutzen und die Umwelt weniger belasten, können sich die Unternehmen im Düngemittelsektor und die Landwirte nicht auf diesen beeindruckenden Erfolgen ausruhen. GEA hilft ihnen dabei, diese schwierigen Herausforderungen zu meistern und dabei die Produktionskosten zu senken.
Die Weltbevölkerung wächst weiter. Die Menschen müssen ernährt werden. Auch in Regionen, in denen Bodennährstoffe und die Niederschlagsmenge für den Anbau von Pflanzen nicht ideal sind. Die Herausforderung besteht darin, mehr Lebensmittel, einschließlich Obst, Getreide und Gemüse zu produzieren, ohne unseren ökologischen Fußabdruck zu erhöhen.
Düngemitteln kommt dabei eine entscheidende Bedeutung zu. Industrie und Landwirte stehen vor der Herausforderung, die steigende Nachfrage an Produkten und Erträgen zu erfüllen. Gleichzeitig müssen ökologisch problematische Faktoren wie der Nitratgehalt im Grundwasser, die Emission von Treibhausgasen, die Bodenverschmutzung sowie in Gewässer abfließende Stickstoff und Phosphornährstoffe möglichst gering gehalten werden. Gerade letzteres limitiert den Sauerstoffgehalt in Bächen und Seen. Angesichts des weltweit steigenden jährlichen Einsatzes von Mineraldünger ist die Verbesserung der Düngemittel hinsichtlich ihrer Folgen auf das Ökosystem und der Grad ihrer Wirksamkeit von entscheidender Bedeutung.
Steigende Nachfrage nach wasserlöslichen Düngemitteln
Mehrnährstoffdünger (NPK) dominieren nach wie vor das Angebot. Landwirte suchen zunehmend nach hochreinen und wasserlöslichen Düngemitteln für die Blattapplikation. Hier wird der Dünger direkt auf die Blätter einer Pflanze aufgetragen. Nutzt man dafür ein Bewässerungssystem, spricht man von Fertigation, ein Kunstwort aus den englischen Wörtern fertilization und irrigation.
Die der Pflanze zur Verfügung gestellten Nährstoffe lassen sich in flüssiger Form gezielter dosieren und aufbringen und werden rasch aufgenommen, was die Gefahr der Überdüngung oder Vergiftung des Bodens reduziert. Aufgrund ihres geringen Salzgehalts neigen wasserlösliche Düngemittel seltener dazu, das Pflanzengewebe zu verbrennen. Der Dünger (z.B. als Konzentrat, Pellet oder Pulver) muss vollständig in Wasser löslich sein, damit die Düsen der Sprühsysteme nicht verstopfen.
Heute stehen mehrere Arten von wasserlöslichen Düngemitteln zur Verfügung, darunter Monoammoniumphosphat (MAP), das eine weit verbreitete Phosphor- und Stickstoffquelle ist und den größten Anteil an Phosphor aller gängigen festen Düngemittel enthält. MAP wird häufig zu Beginn der Wachstumsphase eingesetzt, wenn die Phosphorverfügbarkeit für den Aufbau des Wurzelsystems entscheidend ist. Es kann aber auch mit anderen Düngemitteln gemischt werden, um den Nährstoffbedarf der Pflanzen während des gesamten Wachstumszyklus zu decken. MAP wird als weißes kristallines Pellet produziert, ist hochkonzentriert und zeichnet sich durch folgende Schlüsselmerkmale aus:
- vollständig wasserlöslich
- frei von Chlor, Natrium und anderen Spurenelementen wie Schwermetallen, die alle für Pflanzen schädlich sind
- mittlerer pH-Wert (sicher und nicht korrosiv); besonders geeignet für neutrale und Böden mit hohem pH Wert
- geeignet für Fertigation und Blattapplikation sowie Herstellung von Düngemittelmischungen und Nährlösungen
Senkung der Kosten für die MAP Düngerproduktion
Bei der Produktion von MAP wird in der Regel hochreine Phosphorsäure als Ausgangsprodukt verwendet. GEA hat ein Verfahren zur Herstellung von hochwertigem löslichen MAP-Dünger entscheidend weiter entwicklet und umgesetzt, bei dem:
- keine Notwendigkeit besteht, hochreine Phosphorsäure zu nutzen
- keine zusätzliche Reinigungsstufe integriert werden muss
Dieses Verfahren wird bereits erfolgreich von einem GEA Kunden in Osteuropa eingesetzt, der durch den Einsatz von ungereinigter, handelsüblicher Phosphorsäure erhebliche Investitionsvorteile erzielt und hohe Betriebskosten vermeiden konnte, aber dennoch einen hochreinen MAP-Dünger mit hohem Marktwert erhält.
Der Erfolg dieser Innovation basiert auf der Möglichkeit, verschiedene und auch vorhandene Technologien und Verfahren testen zu können und diese entsprechend zu kombinieren. Dazu kamen das umfassende GEA-Portfolio, das GEA-Netzwerk und die Kompetenzen auf diesem Gebiet. „Wir begannen mit sehr kleinen Labortests, um das Produktverhalten besser zu verstehen, Dann fuhren wir mit Tests an größeren Proben fort. Anschließend haben wir den gesamten Prozess mit Pilotanlagen für die Separations-, Membranfiltrations-, Verdampfungs- und Kristallisationstechnologie getestet", erklärt Giedrius Gudeika, Head of Solutions Sales, GEA Baltics.
Nach nur sechs Test und Versuchsmonaten hatte das GEA Team eine Lösung entwickelt, die es dem Kunden ermöglicht, aus seiner ungereinigten Phosphorsäure bis zu 30 Prozent reinen löslichen MAP-Dünger herzustellen. Die restlichen 70 Prozent werden zu Standard-MAP-Düngemitteln verarbeitet.
Mit dem neuen Verfahren zur Herstellung hochwertiger löslicher Düngemittel hofft GEA, einen Beitrag zur verantwortungsvolleren Nutzung von Düngemitteln zu leisten." - Didier Felix, Test Center Manager für Produkttests & Prototyping, Trennprozesse, GEA
- Didier Felix, Test Center Manager für Produkttests & Prototyping, Trennprozesse, GEA
100 Jahre Erfahrung in der Kristallisation
Maßgeschneiderte Anlagenlösungen von GEA sind auf die kundenspezifische Zusammensetzung der Phosphorsäure abgestimmt und in der Lage, Verunreinigungen zu limitieren und so die Qualität des Endprodukts zu gewährleisten. Mit mehr als 100 Jahren Erfahrung in der Kristallisation sind die Anlagentechnologien von GEA auf die Anforderungen verschiedenster Düngemittel- und Phosphatanwendungen angepasst. Das Portfolio dafür umfasst Verdampfer, Kristallisatoren, Zentrifugalabscheider, Sprühtrockner und Wirbelbetten für die Agglomeration oder Granulation.
