GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC HIỆN TƯỢNG MUỐI HÓA BỀ MẶT

Sản xuất phân bón NPK thông qua quá trình vê viên bằng công nghệ hơi nước là việc phối trộn các hợp chất muối hóa học với nhau, nên phản ứng xảy ra giữa các hợp chất trong quá trình lưu kho, gọi là hiện tượng muối hóa bề mặt. Quá trình phản ứng này có ảnh hưởng rất lớn đến hình thức và chất lượng sản phẩm mà nếu như nhà sản xuất không khắc phục được thì sẽ phát sinh rất nhiều tổn thất khi sản phẩm tung ra thị trường.

Hiện tượng muối hoá bề mặt

Hiện tượng muối hoá là tạo các muối trên bề mặt hạt phân bằng các phản ứng tạo chất mới ở trạng thái quá bão hoà (dạng dịch chất tái kết tinh lại).

Hình 1: Quá trình tạo muối hoá bề mặt của sản phẩm NPK 15-5-20.

Tạo muối có 2 dạng

• Tạo muối bằng kết hợp chuyển từ thể khí với lỏng thành rắn (D1)
• Tạo muối bằng chuyển từ dạng lỏng sang rắn (D2)

Hình 3: Tạo muối chuyển từ thể lỏng sang rắn

Hiện tượng muối hoá trong sản xuất thực tế
Đối với các sản phẩm NPK được sản xuất tại một số dây chuyền hơi nước tại Việt Nam, hiện tượng muối hoá bề mặt thường xảy ra mạnh đối với các sản phẩm như sau:

• Dây chuyền sản xuất chỉ tạo hạt chủ yếu bằng tính cơ lý chưa có đủ liên hoá học và độ chảy đồng bộ nguyên liệu, thời gian sản phẩm lưu trong máy nóng ngắn, nhiệt sấy không đảm bảo và không ổn định (nguyên nhân chủ yếu).
• Độ ẩm sản phẩm đóng bao cao
• Các sản phẩm có hàm lượng đạm cao, tạo hạt sử dụng nhiều Ure và phụ gia tạo hạt( đặc biệt phụ gia độ ẩm cao, khả năng giữ ẩm lớn)
• Ảnh hưởng đến sản phẩm

Hiện tượng muối hoá bề mặt tuỳ theo mức độ xảy ra trên từng sản phẩm sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm khi xuất bán như sau:

• Cấu trúc hạt không ổn định dẫn đến hiện tượng nát và vỡ hạt
• Tăng độ tự đóng cục, kết tảng của sản phẩm
• Độ ổn định về độ phân rã hạt phân bị ảnh hưởng
• Xảy ra hiện tượng phai mầu
• Hình thức sản phẩm xấu gần như không đạt yêu cầu chất lượng xuất bán (tuỳ theo mức độ muối hoá)

Hình 2. Hình thức sản phẩm khi bị muối hoá bề mặt

 Nguyên nhân hiện tượng muối hóa bề mặt

Độ ẩm của phân bón được xác định là lượng nước tự do trong sản phẩm, vì vậy đối với sản phẩm có độ ẩm cao tương ứng với lượng nước tự do trong sản phẩm cao. Đối với nước là chất trung tính về điện nhưng do điện tích phân bố không đều và có tính chất phân cực, với tính chất này mà nước có khả năng phân ly các phân tử vô cơ và hữu cơ. Mức độ phân ly phụ thuộc vào khả năng phân ly của từng loại nguyên liệu sử dụng (độ hoà tan nguyên liệu).

Bảng 1: Bảng tính tan của các loại nguyên liệu trong sản xuất

Quá trình hoà tan (phân ly) của nguyên liệu còn phụ thuộc vào khả năng bắt ẩm của từng nguyên liệu thành phần

Hình 3: Khả năng hấp thụ một số loại nguyên liệu và phân bón

Bảng 2: Điểm bắt ẩm của nguyên liệu

Dựa vào bảng phân tích khả năng tan và bắt ẩm của các nguyên liệu trong sản xuất thì các gốc đạm có khả năng phân ly trong môi trường độ ẩm cao nhất. Quá trình phân ly này sẽ diễn ra bắt đầu từ Ure có trong nguyên sản phẩm trước sau đó mới xảy ra ở các nguyên liệu khác. Sự phân ly này diễn ra như sau:

(NH₂)₂CO + H₂O ↔ NH₄COONH₂

NH₄COONH₂  + H₂O ↔ (NH₄)₂CO₃

(NH₄)₂CO₃ +2H⁺ ↔ 2NH₄⁺ + CO₂ + H₂O

Quá trình phân tiếp tục diễn ra với các phân tử khác như MAP, KCl…. Và các phân tử phân ly này sẽ được dịch chuyển (khuếch tán) lên bề mặt hạt phân theo chiều của, nhờ năng lượng chuyển động nhiệt. Quá trình này dừng lại khi đạt trạng thái cân bằng về nồng độ, nhiệt độ giữa bên trong hạt phân và môi trường bề mặt hạt phân.

Tại bề mặt nơi tập trung các phân tử có nồng độ phân tử cao sẽ xảy ra quá trình tái kết tinh tạo chất muối mới

NH₄⁺  + Cl^– ↔ NH₄Cl (D1)

2K⁺ + SO₄^2- ↔ K₂SO₄ (D2)

Hình 4: Hình ảnh thử nghiệm quá trình tái kết tinh muối mới

Quá trình này diễn ra sẽ tạo ra chính là tác nhân tạo các muối mới trên bề mặt.

Phương hướng giải quyết
Đối với các sản phẩm phân bón dạng hỗn hợp tuỳ theo hàm lượng và thành phần chứa nước tự do, cũng như điều kiện lưu kho đều xảy ra hiện tượng muối hoá bề mặt. Trên dây chuyền sản xuất của một số Nhà máy hơi nước các thiết bị có tính đồng bộ cao tuy nhiên thiết bị tạo hạt chỉ dùng lại chủ yếu là việc tạo hạt ở dạng cơ lý (không có vách ngăn lưu thời gian hạt ổn định trong máy tạo hạt), dẫn đến khó khăn trong việc kiểm soát các thông số kỹ thuật trong toàn ca sản xuất không kiểm soát đồng bộ. Vì vậy muối giảm được hiện tượng muối hoá bề mặt sẽ phải thực hiện được các việc sau:

• Giảm thiểu việc sản xuất chỉ tạo hạt bằng phương pháp cơ lý
• Gia tăng các tác nhân gây phản ứng trong sản xuất (như sử dụng thêm AH1 ….).
• Cải tạo lại thiết bị tạo hạt (cần thiết gửi bản vẽ đang có trên dây chuyền chúng tôi sẽ đưa ra phương hướng khắc phục cụ thể)
• Giảm lượng nguyên liệu trong ống để sản phẩm của quá trình tạo hạt có nhiều thời gian lưu trong ống nóng
• Sử dụng nhiệt độ sấy ổn định theo lưu lượng hàng trong ống
• Giảm bớt tác nhân Ure sống trong thành phẩm
• Thay thế Ure hạt bằng Ure nghiền trong tạo hạt
• Sử dụng nguồn nguyên liệu cung cấp đạm có độ chảy và bắt ẩm thấp
• Ổn định nhiệt độ thành phẩm đóng bao
• Bảo quản sản phẩm sau khi đóng bao đảm bảo yếu tố
• Sử dụng chất chống vón cục theo khuyến cáo (đúng quy trình áp dụng theo từng bộ sản phẩm)
• Không có sự chênh lệch nhiệt độ cao
• Thoáng mát, không bị tác động trực tiếp của môi trường
• Giảm độ ẩm của thành phẩm trước khi đóng bao.
• Đảo hàng định kỳ để giảm thời gian các hạt phân liên kết với nhau và tạo muối bề mặt

Nếu nhà máy của bạn đang gặp vấn đề về hiện tượng muối hóa, hãy liên hệ với chúng tôi, đội ngũ kĩ thuật nhiều năm kinh nghiệp trong sản xuất sẽ cùng bạn khắc phục các vướng mắc nói trên.

Ks. Nguyễn Viết Giang