Lannoitteiden fyysiset ominaisuudet

Käsittelyn, varastoinnin ja levittämisen kannalta tuotteen tärkeimmät ominaisuudet ovat

• kosteudensitomiskyky
• paakkuuntuvuus
• rakeiden muoto ja koostumus
• rakeiden lujuus ja mekaaninen kestävyys
• pölyävyys
• irtotiheys
• yhteensopivuus (kemiallinen ja fysikaalinen).

Kosteudensitomiskyky

Ilma sisältää kosteutta, kuten vesihöyryä, ja siksi se aiheuttaa veden höyrynpaineen (p H2O), johon vaikuttavat ilman kosteus ja lämpötila. Lämmin ilma voi sisältää enemmän vettä kuin kylmä ilma. Ilman vesipitoisuus ilmoitetaan suhteellisena kosteutena (RH).

Kun ilma on kyllästynyt vesihöyrystä, suhteellinen kosteus on 100 prosenttia. Jos ilma on puoliksi kyllästynyt, luku on 50 prosenttia. Vesihöyry siirtyy korkeasta vesihöyrypaineesta matalaan ja päinvastoin.

30 asteen lämpötilassa ilma voi sisältää 30,4 grammaa vettä kuutiota kohti (suhteellinen kosteus 100 %). Ilman vesihöyrypaine vaihtelee ilman kosteuden ja lämpötilan mukaan.

Kaikilla lannoitteilla on jonkinlainen kosteudensitomiskyky. Tämä tarkoittaa, että ne alkavat sitoa kosteutta tietyssä lämpötilassa tai tietyssä vesihöyrypaineessa. Lannoitteet, joilla on suuri kosteudensitomiskyky, sitovat kosteutta muita lannoitteita helpommin ja kuivemmassa ilmassa. Lannoite alkaa sitoa vettä, kun ilman vesihöyrypaine ylittää lannoitteen vesihöyrypaineen.

Kosteuden imeytyminen lannoitteeseen varastoinnin ja käsittelyn aikana heikentää sen fyysistä laatua. Kun ilman lämpötila ja kosteus sekä lannoitteen pintalämpötila ovat tiedossa, voidaan todeta, onko kosteuden imeytyminen mahdollista.

Jos kosteus on vähäistä, veden imeytyminen lisääntyy yleensä hitaasti (kuten kaaviossa on esitetty). Imeytyminen alkaa kuitenkin nopeutua huomattavasti, kun tietty kosteusarvo tai kosteusalue on saavutettu. Tätä kosteustasoa kutsutaan lannoitteen kriittiseksi kosteudeksi. Kriittinen kosteus laskee lämpötilan noustessa.

Veden runsas imeytyminen on haitaksi lannoitetuotteille

• Rakeet muuttuvat vähitellen pehmeiksi ja tahmeiksi
• Rakeiden tilavuus kasvaa
• Rakeet alkavat halkeilla
• Vaalentumista, värimuutoksia
• Rakeen lujuus vähenee
• Paakkuuntumistaipumus kasvaa
• Pölyn ja hienojakoisten aineiden muodostuminen lisääntyy
• Varaston lattiat muuttuvat kosteiksi ja liukkaiksi
• Stabilisoitu yksiravinteinen ammoniumnitraatti menettää termostabiiliutensa
• Levityksen laatu voi heikentyä
• Laitteet tukkeutuvat
• Hävikki kasvaa

Paakkuuntuminen

Useimmilla lannoitteilla on taipumusta paakkuntumiseen varastoinnin aikana. Paakkuuntuminen johtuu kemiallisesti vahvojen kidesiltojen muodostumisesta ja rakeiden välisistä tartuntavoimista. Siihen voi liittyä useita mekanismeja, joista tärkeimmät ovat

• valmiissa tuotteessa tapahtuvat kemialliset reaktiot
• lannoitesuolojen hajoaminen ja uudelleenkiteytyminen raepinnalla
• pintojen väliset tartunta- ja kapillaarivoimat.

Paakkuuntumiseen vaikuttavat seuraavat tekijät:

• Ilmankosteus
• Lämpötila ja ympäristön paine
• Tuotteen kosteussisältö
• Hiukkasten lujuus ja muoto
• Kemiallinen koostumus
• Varastointiaika

Paakkuuntumistaipumus voidaan pitää vähäisenä näitä tekijöitä hallitsemalla. Lisäksi usein on tarpeen käyttää asianmukaista paakkuuntumisenestoainetta. Paakkuuntumistaipumus on vähäinen kalsiumnitraatilla mutta merkittävä NPK-lannoitteilla, ammoniumnitraatilla ja urealla. Lannoitteiden pinnoitus vähentää veden imeytymistä tuotteisiin.

Muoto ja koostumus

Lannoiteprillien pinta on sileä ja kiiltävä, kun taas lannoiterakeiden pinnan ulkonäkö voi vaihdella paljonkin. Yleensä rakeet ovat karkeampia ja epätasaisempia kuin prillit. Prillien ja rakeiden pinnan väri voi vaihdella valmistuksessa käytettyjen raaka-aineiden mukaan tai väriaineina käytettyjen mineraali- tai orgaanisten pigmenttien mukaan.

Prillien ja rakeiden kokojakauma on tärkeä levitysominaisuuksien ja erottumistaipumuksen kannalta. Sillä on merkitystä etenkin silloin, jos tuotetta myydään osana lannoitesekoituksissa.

Lujuus ja mekaaninen kestävyys

Lannoiterakeiden puristuslujuus vaihtelee huomattavasti kemiallisen koostumuksen mukaan. Eri lannoitetyyppien puristuslujuus on kuvattu oheisessa taulukossa. Veden imeytyminen vaikuttaa haitallisesti useimpiin lannoitteisiin. Rakeet voivat muuttua tahmeiksi ja murentua.

Mekaaninen kestävyys on lannoitteen kyky kestää käsittelyketjun aikana siihen kohdistuvia rasitteita. Mekaaninen kestävyys riippuu pintarakenteesta ja hiukkasen lujuudesta.

Pölyn muodostuminen

Lannoitepöly heikentää suurina määrinä työskentelyolosuhteita. Tästä syystä käsittelystä aiheutuvien pölypäästöjen määrää on useimmissa maissa rajoitettu lainsäädännöllä. Pölyä ja hienojakoisia aineita syntyy yleensä käsittelyn aikana seuraavista syistä:

• Veden imeytyminen
• Huono pintarakenne ja hiukkasen lujuus
• Heikko mekaaninen kestävyys
• Mekaaninen rasitus käsittelyketjun aikana
• Laitteiden (kuten kaavinten tai syöttöruuvien) aiheuttama kuluminen ja murskautuminen. Katso myös, miten pölyn muodostumista voi estää.

Irtotiheys

Irtotiheys tai tilavuuspaino (kg/m3) vaihtelee lannoitetyypin mukaan. Erottumisesta johtuva rakeiden kokojakauman vaihtelu vaikuttaa irtotiheyteen. Lannoitteenlevityksessä on tärkeää, että tuotteen sisäinen vaihtelu on mahdollisimman vähäistä.

Yhteensopivuus (kemiallinen ja fysikaalinen)

Yhteensopivuus liittyy ennen kaikkea erilaisten lannoitteiden sekoittamiseen, niiden sekoittumisominaisuuksiin sekä muihin turvallisuus- ja/tai laatuongelmiin, kuten paakkuuntumiseen, raelujuuden heikkenemiseen ja pölyn muodostumiseen sekä ammoniumnitraatin ollessa kyseessä lämmönvaihtelun sietokyvyn heikkenemiseen.