کود شیمیایی چگونه تولید می شود؟

تولید کود شیمیایی در صنعت کود کشاورزی از اهمیت بالایی برخوردار است. کودهای شیمیایی مواد مصنوعی می باشند که حاوی مواد مغذی ضروری برای رشد گیاه هستند. این مواد مغذی معمولاً شامل نیتروژن، فسفر و پتاسیم هستند که برای رشد گیاهان سالم بسیار مهم هستند. کودهای شیمیایی از طریق فرآیندهای صنعتی تولید می شوند و برای تکمیل حاصلخیزی خاک طراحی می شوند و عناصر لازم برای رشد و عملکرد بهینه را برای گیاهان فراهم می کنند. بر خلاف کودهای آلی که از منابع طبیعی به دست می آیند، کودهای شیمیایی برای اطمینان از تامین مواد مغذی مورد نیاز گیاه تولید می شوند و به طور گسترده در کشاورزی مدرن برای افزایش تولید محصول استفاده می شوند.

تولید کود شیمیایی

شامل چندین فرآیند پیچیده است و معمولاً در تأسیسات صنعتی در مقیاس بزرگ انجام می شود.

مراحل کلیدی تولید کود شیمیایی:

1. تهیه مواد اولیه

مواد اولیه اصلی کودهای شیمیایی شامل نیتروژن (N)، فسفر (P) و پتاسیم (K) است. منابع رایج عبارتند از آمونیاک (NH3) برای نیتروژن، سنگ فسفات برای فسفر و نمک های پتاسیم برای پتاسیم.

این مواد خام اغلب فرآوری و پردازش می شوند تا اطمینان حاصل شود که مشخصات مورد نیاز برای تولید کود شیمیایی را برآورده می کنند.

2. ترکیب و فرمولاسیون

پس از تولید اجزای منفرد، آنها اغلب در نسبت‌های مشخصی با هم مخلوط می‌شوند تا کودهای حاوی مواد مغذی متنوع ایجاد کنند که نیازهای تغذیه‌ای محصولات مختلف را برآورده کند.

3. دانه بندی و بسته بندی

محصول نهایی کود اغلب دانه بندی می شود تا فرآیند های جابجایی، ذخیره سازی و کاربرد تسهیل یابند. دانه بندی شامل تشکیل ذرات کوچک و یکنواخت است.

محصول نهایی سپس در کیسه ها یا ظروف دیگر برای توزیع و فروش بسته بندی می شود.

برای تولید کود شیمیایی چه تجهیزاتی مورد نیز است؟

تولید کود شیمیایی شامل تجهیزات صنعتی مختلفی برای انجام فرآیندهایی مانند سنتز، فرمولاسیون و بسته بندی است. در اینجا برخی از انواع تجهیزات تولید کود شیمیایی را معرفی میکنیم:

1. راکتورها

مانند راکتورهای سنتز آمونیاک که برای سنتز آمونیاک ( یک جزء کلیدی در کودهای مبتنی بر نیتروژن مانند اوره و نیترات آمونیوم ) استفاده می شود.

2. تجهیزات جداسازی

ستون های تقطیر: این تجهیزات اجزاء یک مخلوط را بر اساس نقطه جوش آنها جدا می کنند. ستون های تقطیر در فرآیندهایی مانند تصفیه آمونیاک استفاده می شوند.

کریستالایزرها: برای کریستالیزاسیون کودهایی مانند سولفات پتاسیم استفاده می شود.

3. میکسر و همزن

مخلوط کن: اجزای مختلف را با هم مخلوط می کند تا فرمولاسیون یکنواختی از کود ایجاد شود.

میکسرهای درام چرخشی: اجزای کود پودری یا دانه ای را به طور یکنواخت مخلوط می کند.

4. تجهیزات دانه بندی

گرانولاتورها: کودهای پودری را به صورت گرانولی در می آورند که این عمل موجب بهبود خواص فیزیکی کود (fertilizer material of natural or synthetic origin) می شود و موجب آسان تر شدن فرآیند جابجایی و کاربرد کود می شود.

5. تجهیزات خشک کردن

خشک کن های دوار: رطوبت محصولات کود را پس از دانه بندی حذف می کنند.

6. سیستم های خنک کننده

برج های خنک کننده: دمای محصول کود را پس از فرآیند های دانه بندی یا خشک شدن کنترل می کنند.

7. ماشین آلات بسته بندی

ماشین آلات کیسه گیری: کیسه ها را به طور خودکار با محصول کود نهایی پر و مهر و موم می کنند.

پالت سازها: کیسه ها یا ظروف را روی پالت ها برای نگهداری و حمل و نقل کارآمد قرار می دهند.

8. ابزار کنترل کیفیت

اسپکترومترها و آنالایزرها: از این تجهیزات به منظور برسی و اطمینان از تطابق ترکیب شیمیایی کود با استانداردهای کیفی استفاده می شود.

9. مخازن ذخیره سازی

مخازن مواد خام: در این مخازن مواد شیمیایی مورد استفاده در فرآیند تولید کود ذخیره می شوند.

مخازن نگهداری محصول نهایی: در این مخازن محصول نهایی کود را قبل از بسته بندی و توزیع نگهداری می کنند.

10. تجهیزات حمل و نقل مواد

نوار نقاله: جهت حمل و نقل مواد در داخل مرکز تولید به کار می روند.

توجه به این نکته حائز اهمیت است که تجهیزات خاص مورد استفاده بسته به نوع کود تولید شده (کودهای نیتروژن، فسفر، پتاسیم دار یا ترکیبی) و روش های تولید به کار گرفته شده توسط یک سازنده خاص می تواند متفاوت باشد.

 

در ادامه به فرآیند تولید کوهای شیمیایی حاوی مواد مغذی ضروری گیاه می پردازیم:

تولید کود شیمیایی حاوی نیتروژن

تولید کود شیمیایی حاوی نیتروژن معمولاً شامل سنتز آمونیاک (NH3) است که یک پیش ساز کلیدی برای کودهای مختلف مبتنی بر نیتروژن است. رایج ترین کودهای نیتروژن شامل اوره، نیترات آمونیوم و سولفات آمونیوم است. در اینجا یک نمای کلی از فرآیند تولید کود شیمیایی مبتنی بر نیتروژن آورده شده است:

        1. سنتز آمونیاک

مواد اولیه: مواد اولیه برای سنتز آمونیاک شامل نیتروژن (معمولاً از هوا به دست می آید) و هیدروژن (معمولاً از گاز طبیعی یا سایر هیدروکربن ها به دست می آید) می باشد.

فرآیند Haber-Bosch:  این پرکاربردترین روش برای سنتز آمونیاک است که شامل واکنش نیتروژن و هیدروژن در دماهای بالا (400-500 درجه سانتیگراد) و فشارهای بالا (150-300 اتمسفر) در حضور یک کاتالیزور (Catalysis: Increases the speed of a chemical reaction) است. در نتیجه این واکنش گرمازا، آمونیاک تولید می شود.

2. استفاده از آمونیاک برای تولید کود شیمیایی

تولید اوره

مواد اولیه: آمونیاک تولید شده در مرحله قبل یک عنصر کلیدی برای تولید اوره است.

سنتز اوره: اوره از واکنش آمونیاک با دی اکسید کربن (CO2) تحت فشار و دمای بالا در حضور کاتالیزور تولید می شود. این واکنش باعث تولید اوره، آب و گرما می شود.

دانه بندی: سپس اوره مایع روی ذرات دانه جامد اسپری می شود و گرانول تشکیل می دهد. این امر خواص فیزیکی کود را بهبود می بخشد و کاربرد آن را آسان تر می کند. کودهای حاوی اوره یکی از بهترین کودهای شیمیایی برای افزایش رشد رویشی گیاه هستند.

      3. تولید نیترات آمونیوم

مواد اولیه: آمونیاک همچنین یک جزء کلیدی در تولید نیترات آمونیوم است.

واکنش نیتراسیون: نیترات آمونیوم از خنثی سازی آمونیاک با اسید نیتریک (HNO3) تولید می شود. در این واکنش نیترات آمونیوم و آب تشکیل می شود.

دانه بندی: مانند اوره، نیترات آمونیوم اغلب به شکل دانه ای برای سهولت در جابجایی و کاربرد تولید می شود.

        4. تولید سولفات آمونیوم

مواد اولیه: آمونیاک با اسید سولفوریک (H2SO4) واکنش داده و سولفات آمونیوم تولید می کند.

واکنش خنثی سازی: سولفات آمونیوم از خنثی کردن آمونیاک با اسید سولفوریک تشکیل می شود و در نتیجه آب آزاد می شود.

کریستالیزاسیون: محلول سولفات آمونیوم سپس سرد و متبلور می شود تا سولفات آمونیوم جامد تولید شود.

5. تولید کود شیمیایی حاوی فسفر

کودهای شیمیایی مبتنی بر فسفر برای رشد و نمو گیاهان بسیار مهم هستند. کودهای رایج حاوی فسفر عبارتند از: مونوآمونیم فسفات (MAP)، دی آمونیوم فسفات (DAP) و سوپر فسفات. تولید کودهای حاوی فسفر شامل استخراج یا فرآوری مواد خام حاوی فسفر و ترکیب آنها با سایر عناصر برای تشکیل محصول نهایی است. در اینجا یک نمای کلی از روند تولید این کودها ارائه شده است:

• • استخراج سنگ فسفات

ماده اولیه کودهای حاوی فسفر سنگ فسفات است که یک ماده معدنی طبیعی است.سنگ فسفات از معادن با استفاده از روش های مختلفی مانند استخراج معادن روباز یا استخراج زیرزمینی استخراج می شود.

• • سودمندی سنگ فسفات

سنگ فسفات استخراج شده اغلب به دلیل ناخالصی قابل استفاده مستقیم نیست. فرآیندهای سودآوری شامل جداسازی مواد ناخواسته برای بهبود غلظت مواد معدنی فسفات است. سپس سنگ فسفات خرد، شسته و غربال می شود تا ماسه، رس و سایر ناخالصی ها از بین برود.

• • تولید اسید فسفریک

اسید فسفریک معمولاً با تصفیه سنگ فسفات با اسید سولفوریک در فرآیندی به نام فرآیند مرطوب تولید می شود. واکنش بین سنگ فسفات و اسید سولفوریک باعث تولید اسید فسفریک و سایر محصولات جانبی می شود. محلول حاصل معمولاً برای به دست آوردن غلظت مناسب برای تولید کود رقیق می شود.

• • فرمولاسیون کود فسفر

اسید فسفریک با اجزای دیگر (مانند آمونیاک یا محلول های آمونیاک) ترکیب می شود تا کودهای حاوی فسفر مختلف را تشکیل دهد. مانند:

MAP (مونوآمونیوم فسفات): از واکنش اسید فسفریک با آمونیاک تشکیل می شود.

DAP (دی آمونیوم فسفات): از واکنش اسید فسفریک با آمونیاک و سپس دانه بندی محلول حاصل تشکیل می شود.

سوپر فسفات: با تصفیه مستقیم سنگ فسفات با اسید سولفوریک، بدون تبدیل آن به اسید فسفریک تولید می شود.

• • دانه بندی یا مخلوط کردن

برای کود های خاص، مخلوط مایع روی یک دانه جامد اسپری می شود تا دانه هایی گرانوله ایجاد شود که باعث بهبود خواص فیزیکی کود می شود. همچنین اجزای مختلف برای ایجاد یک محصول کودی یکنواخت و متعادل مخلوط می شوند.

 

تولید کود شیمیایی حاوی پتاسیم

کودهای شیمیایی مبتنی بر پتاسیم، مانند کلرید پتاسیم (KCl) و سولفات پتاسیم (K2SO4)، برای رشد و نمو گیاه ضروری هستند. تولید کودهای پتاسیم شامل استخراج یا فرآوری مواد خام حاوی پتاسیم و ترکیب آنها با سایر عناصر برای تشکیل محصول نهایی است. در اینجا یک نمای کلی از روند تولید این کود ها ارائه شده است:

1. استخراج پتاس

ماده اولیه برای کودهای پتاسیم، پتاس است که معمولاً به شکل کلرید پتاسیم (KCl) یا سولفات پتاسیم (K2SO4) یافت می شود.ذخایر پتاس با استفاده از روش هایی مانند استخراج زیرزمینی یا استخراج محلول، بسته به موقعیت و ویژگی های کانسار استخراج می شوند.

2. استفاده از پتاس برای تولید کود شیمیایی

• • تولید کلرید پتاسیم

برای تولید کلرید پتاسیم، پتاس استخراج شده معمولاً در آب حل می شود تا محلول آب نمک تشکیل شود.سپس محلول آب نمک برای متبلور شدن کلرید پتاسیم پردازش می شود و ناخالصی ها در طول این فرآیند حذف می شوند. بلورهای حاصل از آب نمک جدا شده، سانتریفیوژ شده و خشک می شوند تا کلرید پتاسیم تولید شود.

• • تولید سولفات پتاسیم

سولفات پتاسیم ممکن است از پتاس یا به عنوان محصول جانبی فرآیندهای مختلف صنعتی به دست آید. سولفات پتاسیم را می توان با واکنش کلرید پتاسیم با اسید سولفوریک (H2SO4) یا با ترکیب کلرید پتاسیم با نمک های سولفات تولید کرد. محلول به دست آمده متبلور می شود و ناخالصی ها در طول فرآیند حذف می شوند.

3. فرمولاسیون کود پتاسیم

کلرید پتاسیم یا سولفات پتاسیم با اجزای دیگر مانند منابع نیتروژن و فسفر ترکیب می شود تا فرمولاسیون کود متعادل ایجاد شود. همچنین اجزای مختلف کود برای دستیابی به نسبت مواد مغذی مورد نظر در محصول نهایی مخلوط می شوند.

4. دانه بندی یا پریلینگ

مخلوط مایع روی یک دانه جامد اسپری می شود تا دانه هایی ایجاد شود که باعث بهبود خواص فیزیکی کود می شود. روش دیگر شامل تشکیل ذرات کروی کوچک، به نام پریل، از کود مایع است.

 

توجه به این نکته مهم است که فرآیندهای خاص ممکن است بسته به نوع کود تولید شده و فناوری استفاده شده توسط سازنده متفاوت باشد. علاوه بر این، ملاحظات زیست محیطی و شیوه های کشاورزی پایدار به طور قابل توجهی در تولید انواع تولید کود شیمیایی مهم هستند. شما می توانید برای خرید انواع کود شیمیایی از وبسایت داروخانه گیاه پزشکی تاماریکس اقدام نمایید.