CC BY
3
ПОЛУЧЕНИЕ НОВОГО ЖИДКОГО УДОБРЕНИЯ С ФИЗИОЛОГИЧЕСКОМ
АКТИВНОСТЬЮ
Мирзаолиомов Акмалжон Набиевич
ассистент,
Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана Е- mail: mirzaolimov1988@bk. ru
Хамдамова Шохида Шерзодовна
д-р техн. наук (DSc), профессор, Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: shokhida. khamdamova@iifte. uz
Абдрахимова Раъно Акбарали кизи
ассистент,
Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана Е- mail: [email protected]
OBTAINING A NEW LIQUID FERTILIZER WITH PHYSIOLOGICAL ACTIVITY
Akmaljon Mirzaolimov
Assistant of chemical technological department, Fergana Politechnical Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana
Shokhida Khamdamova
Doctor of Sciences (DSc), professor of the International Institute of food technology and engineering, Republic of Uzbekistan, Fergana
Rano Abdrakhimova
Assistant of chemical technological department, Fergana Politechnical Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana
АННОТАЦИЯ
В данной статье представлены исследования по разработке принципиальной технологической схемы получения нового жидкого удобрения с физиологически активными добавками в целях улучшения качества и свойства удобриния. Визуально - политермическим методом изучена растворимость в водных системах с участием медь (II) сульфат пятиводная, нитрата моноэтаноламмония и сульфат марганца 1-водный, от их эвтектических точек замерзания до 50 °С. Построены их диаграммы растворимости, на ликвидусе которой разграничены поля кристаллизации. В результате исследования взаимодействия компонентов в системах выявлено, что они простого эвтонического типа. Изучены состав-свойства диаграммы с участием медь (II) сульфат пятиводная, нитрата мо-ноэтаноламмония и сульфат марганца 1 -водный. Выявлением оптимальных реологических и агрохимических свойств растворов разработана принципиальная технологическая схема получения нового комплексно действующего удобрение.
ABSTRACT
This article presents research on the development of a basic technological scheme for producing a new liquid fertilizer with physiologically active additives in order to improve the quality and properties of the fertilizer. The solubility in aqueous systems involving copper (II) sulfate pentahydrate, monoethanolammonium nitrate and manganese sulfate monohydrate, from their eutectic freezing points to 50 °C, was studied visually using the polythermal method. As a result of the study of the interaction of components in systems, it was revealed that they are of a simple eutonic type. The compo-
Библиографическое описание: Мирзаолиомов А.Н., Хамдамова Ш.Ш., Абдрахимова Р.А. ПОЛУЧЕНИЕ НОВОГО ЖИДКОГО УДОБРЕНИЯ С ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2024. 7(124). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/17907
Ал UNIVERSUM:
№ 7 (124)_А ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_июль. 2024 г.
sition and properties of the diagram involving copper (II) sulfate pentahydrate, monoethanolammonium nitrate and manganese sulfate monohydrate were studied. By identifying the optimal rheological and agrochemical properties of solutions, a basic technological scheme for obtaining a new complex-acting fertilizer was developed.
Ключевые слова: удобрения, физиологически активные вещества, медь (II) сульфат пятиводная, нитрат моноэтаноламмоний CuSO4-5H2O, HNO3^NH2C2H4OH, MnSO4 ^2O, Сульфат марганца 1-водный, диаграмма растворимость, диаграмма «состав-свойства».
Keywords: fertilizers, physiologically active substances, copper (II) sulfate pentahydrate, nitrate monoethanolammonium, CuSO4-5H2O, HNO3-NH2C2H4OH, MnSO4^O, Manganese sulfate monohydrate, solubility diagram, "composition-properties" diagram.
Введение. В настоящее время большое внимание уделяется производству комплексных жидких удобрений, содержащих в своем составе N Са, P2O5, ^О, а также средства защиты растений, физиологически активные вещества, инсектициды и.т.д. Выпуск таких комплексных удобрений обеспечивает значительную экономию расходов, связанных с перевозкой, хранением удобрений и внесением средств химизации.
Кроме этого неразрывной составной частью мероприятий по повышению урожайности сельскохозяйственных культур является применение микроэлементов, поскольку для нормального развития растений применение только минеральных и орга-номинеральных удобрений недостаточно.
Роль микроэлементов в питании растений многогранна. Микроэлементы повышают активность многих ферментов и ферментных систем в растительном организме и улучшают усвояемость растениями макроудобрений и других питательных веществ из почвы [1].
Поэтому данная статья посвящена научным исследованиям по получению жидких удобрений, содержащих в своем составе, кроме N Са, Mg, К^, также физиологически активное вещество и микроэлементы.
Объекты и методы исследований
В работе были использованы: CuSO4•5H2O, HNOз•NH2C2H4OH, MnSO4•H2O марки «ч.д.а.».
Для исследования применяли сульфата меди, который представляет собой синие прозрачные кристаллы, без запаха. Препарат хорошо растворяется в воде с образованием гомогенных растворов.
Вторым компонентом является жидкий нитрат моноэтаноламмония (НМЭА), который синтезирован на основе азотной кислоты и моноэтаноламина
[4, 5], при эквимолярном соотношении компонентов 1:1. Синтезированное соединение 73.1 % ный HNO3-NH2C2H4OH представляет собой концентрированный раствор, слабо коричнево цвета, хорошо растворимый в воде. Температура кипения 125,5°С, температура кристаллизации -16,2°С, рН водных растворов 6,95.
При изучении растворимости фаз в физико-химических системах применяли визуально-политермический метод [6]. Измерение вязкости растворов проводили с помощью вискозиметра типа ВПЖ [7] с диаметром капилляра 0,6 мм. Плотность исследуемых соединений и растворов определяли пикномет-рическим методом [8]. Измерение рН растворов проводили согласно методике [9] на рН-метре «FiveEasy модели F20 METTLER TOLEDO». Измерения показателя преломления растворов произведены с помощью рефрактометра TAGLER ИРФ-Компакт.
Результаты и их обсуждение
Растворимость бинарной системы нитрата мо-ноэтаноламмония в воде изучали от температуры полного замерзания -20,1 до -2,0°С. На основе полученных данных установлены ветви кристаллизации льда, азотной кислоты, моноэтаноламина и нитрата моноэтаноламмония. Определяли состав и температуру кристаллизации на фигуративных точках системы. [1]
Для физико-химического обоснования процесса получения мед, марганец, азот и серосодержащего удобрения с физиологической активностью изучена система CuSO4-HNO3-NH2C2H4OH. На её политермической диаграмме растворимости выявлены ветви кристаллизации: HNO3^NH2C2H4OH, aCuSO4-5H2O (рис.1.).
Рисунок 1. Политермическая диаграмма растворимости системы CuSO4-HNOз•NH2C2H4OH-H2O
С целью выяснения поведения компонентов в процессе получения жидкого удобрения на основе сульфата меди и нират моноэтаноламмония в системе CuSO4-HNOз•NH2C2H4OH-H2O (рис.1, табл.1.) визуально-политермическим методом [2].
На диаграмме растворимости наибольшее поле кристаллизации принадлежит медь (II) сульфат пя-тиводный, так как он обладает меньшей растворимо-
Двойные и тройные точки сш
стью по сравнению с другими компонентами системы. Из приведенных данных следует, что в исследованной системе образования новых соединений на основе исходных компонентов не наблюдается. Система относится к простому типу, а это означает, что компоненты системы при совместном присутствии сохраняют свою индивидуальность и физиологическую активность.
Таблица 1.
CuSO4-HNOз•NH2C2ШOH-H2O
Состав жидкой фазы, масс.% Температура кристалл., °С Твердая фаза
CuSO4 HNOз•NH2C2H4OH H2O
12 0,0 88,0 -2,0 Лед + аС^04 •5H2O
8,5 12,5 79,0 -3,0 - // -
14 17,5 68,5 -6,0 - // -
15,5 22,0 62,5 -8,0 - // -
20 32,0 47,5 -13,0 - // -
22,5 37,0 40,5 -17,4 Лед + аС^04 •5H2O + HNOз•NH2C2H4OH
23,5 38,5 38,0 -11,0 аС^04 •5H2O + HNOз•NH2C2H4OH
32,0 47,5 20,5 50,0 - // -
15,0 42,5 42,5 -18,0 Лед + HNOз•NH2C2H4OH
11,0 46,0 43,0 -19,0 - // -
5,0 51,5 43,5 -21,0 - // -
0,0 11,5 88,5 -24,6 - // -
Для разработки технологических норм ведения процесса и рекомендации технологии получения жидкого удобрения на основе сульфата меди и физиологически активного вещества (HNOз•NH2C2H4OH) изучена зависимость изменения реологических свойств растворов от состава в системе С^04-HNOз•NH2C2H4OH- H2O.
Для выяснения влияния компонентов на физико-химические свойства растворов вышеуказанной системы определена зависимость изменения температуры кристаллизации, рН среды, показателя преломления, вязкости и плотности растворов от состава. На основе полученных данных построена диаграмма «состав-свойства» данной системы (рис.2, табл.2).
Рисунок 2. [80%(15%Си804)+20%НМЭА]-Мп804 температура кристаллизации системы и диаграмма «состав-свойства» при 25 °С: 1- температура кристаллизации, 2-рН, 3- показатель преломления,
4-плотность, 5-вязкость
Изучение реологической характеристики получения жидких удобрений на основе медного купороса, нитрата моноэтаноламмония и сульфата марганца.
С целью физико - химического обоснования процесса получения жидких комплексных удобрений в присутствии медного купороса, нитрата моно-этаноламмония и сульфата марганца были изучены взаимодействия компонентов и реологические свойства в системах [80%(15%CuSO4)+20%НМЭА] -MnSO4.
На основании рисунка 1 был выбран состав, содержащий 80% (15%С^О4) +20%ММЕА. Затем определяли их температуру кристаллизации и рН, плотность, вязкость и показатель преломления при температуре 25°С в порядке добавления компонентов системы [80% (15%С^04)+20%ЫМЕА] -
Реологические характеристики системы
М^О4 в различных пропорциях и на основе полученных данных была построена диаграмма «содержание-свойство» Рисунок 2.
На схеме построена диаграмма «состав-свойство», исходя из температуры кристаллизации раствора и значений рН, плотности, вязкости и показателя преломления при 25°С. На диаграмме самая низкая температура кристаллизации составила -9,5 °С, рН снизился с 3,60 до 3,11, плотность с 1,1631 до 1,2418 г/см3, вязкость с 1,4839 до 2,1853 мм2/с, а значение показателя преломления увеличилось с 1,375 до 1,398. В результате анализа диаграммы в качестве оптимального содержания была выбрана добавка М^О4 в количестве 1,0^1,5% к раствору [80% (15%С^04)+20%НМЭА].
Таблица 2.
[80%о(15%оСи804)+20%оНМЭА] - Мп80 4
Состав компонентов, % Ткр рН N0 d, г/см3 ц, мм2/сек
[80%(15%Си804) +20%НМЭА] МnSO4
100,0 - -8,0 3,60 1,375 1,1631 1,4839
99,5 0,5 -8,2 3,48 1.380 1,1862 1,5542
99,0 1.0 -9,0 3,45 1,385 1.1948 1,6483
98,5 1,5 -9,5 3.42 1,388 1.2019 1,7069
98,0 2.0 -8,5 3.39 1,392 1,2204 1,8407
97,5 2,5 -7,0 3.24 1,394 1,2309 1,9626
97,0 3.0 16,0 3.16 1,396 1,2356 2,0947
96,5 3,5 19,5 3.11 1,398 1,2418 2.1853
На основании проведенных исследований, систем растворимости, диаграмм состав-свойство, технологических и физико-химических показателей, а
также результатов агрохимических испытаний предложено жидкое удобрение, содержащее медный купорос, моноэтаноламмонийную селитру и сернокислый марганец.
Рисунок 3. Принципиальная технологическая схема получения нового комплекснодействующего удобрения 1 - бункер; 2 - ленточные весовые дозаторы; 3,8- смесительная реакторы; 4,5,6,7-расходомеры; 9-реактор; 10,12-вентили; 11-промежуточная емкость; 13- затаривающая установка.
Основные технологические процессы производства жидких удобрений следующие. состоит из этапов:
• загрузить в реактор 15% раствор медного купороса;
• синтез НМЭА (нитрат моноэтаноламмоний) на основе 58% азотной кислоты и МЭА (моноэтано-ламин);
• В 15% раствор медного купороса добавить НМЭА и сернокислый марганец;
• розлив и упаковка готового продукта. Разработана принципиальная технологическая
схема жидких удобрений комплексного действия. Рисунок 3.
Сульфат меди из бункера (1) подается в реактор-смеситель (3) с помощью ленточного дозатора (2) и
интенсивно смешивается с водой, подаваемой через расходомер (4), с образованием 15%-ного раствора медного купороса. В реактор перемешивания (8) заливают 58%-ную азотную кислоту и растворы МЭА в мольном соотношении 1^1. Реактор (8) охлаждается циркулирующей водой за счет выделения тепла в процессе нейтрализации. Оборотная вода, получившая тепло нейтрализации, подается в реактор-смеситель (3) для ускорения растворения сульфата меди. Полученный сульфат меди при температуре 35-40 °С, синтезированные растворы НМЭА при температуре 45-55 °С, а также сернокислый марганец заливают в реактор (9) и перемешивают с помощью реакторных расходомеров (5,6). ,7). Полученное гомогенное жидкое удобрение поступает на фасовочное оборудование (13) и фасуется в полиэтиленовую тару.
Таблица 3.
Физико-химические показатели получения жидких удобрений на основе медного купороса, нитрата
моноэтаноламмония и сульфата марганца
Наименования показателей Количество
Внешний вид Темно-синяя жидкость
Массовая доля сульфата меди (%) 11,82
Массовая доля нитрата моноэтаноламмония (%) 14,27
Массовая доля сульфата марганца (%) 1.5
Массовая доля воды (%) 67.04
Показатели pH 3.42
Плотность, г/см3 1,2019
Температура кристаллизации, (°С) -9.5
Заключение. Таким образом, изучено взаимное влияние компонентов в системе
{80%[15%MgSO4+85%H2O]+20%HNOз•NH2C2H4O H}-MnSO4 и рекомендован состав нового жидкого удобрения на основе медь (II) сульфат пятиводная, нитрата моноэтаноламмония, сульфат марганца 1-водный.
С целью подбора оптимального соотношения компонентов в составе удобрения на основе медь (II) сульфат и азотнокислого моноэтаноламмония, были
проведены предварительные агрохимические испытания различных составов на хлопчатнике. Результаты показали, что состав удобрения, в котором соотношение компонентов [15%С^О4+85%^О] и HNOз•NH2C2H4OH равно 1,0:0.25 обладает высокой агрохимической активностью, а также положительно влияет на ускорение созревания и раскрытие коробочек хлопчатника.
Полученные результаты исследований служат научной основой разработки технологии получения жидких удобрений комплексного действия.
Список литературы:
1. А.Н.Мирзаолимов, Д.А.Эргашев, Ш.Ш.Хамдамова ПОЛУЧЕНИЕ НОВОГО ЖИДКОГО УДОБРЕНИЯ С ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ // European Journal of Interdisciplinary Research and Development UR - http: www.ejird.journalspark.org/index.php/ejird/article/view/697
2. Ergashev D.A., Khamdamova Sh.Sh., Mirzaolimov A.N., Eshpulatova M.B. THE SOLUBILITY OF COMPONENTS IN THE SYSTEM {99.7[30 MGSO4+70% H2O]+0.3%HNO3 • NH2C2H4OH-(NH4)6MO7O24 • 4H2O // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. 2022. №3-4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/the-solubil-ity-of-components-in-the-system-99-7-30-mgso4-70-h2o-0-3-hno3-nh2c2h4oh-nh4-6mo7o24-4h2o .
3. Киргинцев А.Н., Трушникова Л.Н., Лаврентьева В.Г. Растворимость неорганических веществ в воде. Справочник. Изд-во «Химия», л.1972, стр. 111-112.
4. М.Т. Абдуллаева. Взаимодействие моноэтаноламина с уксусной кислотой. Узб. хим. журн. №3. 2008. 50-54с.
5. Тогашаров А.С., Аскарова М.К., Тухтаев С. Политерма растворимости системы Са^Ю3)2-NH2C2H4OH HNO3-H2O //Доклады АН РУз.-Ташкент,-2015. -№6. -С.50-53.
6. Трунин А.С. Петрова Д.Г. Визуально-политермический метод/ Куйбышевский политехн. Инс-т. - Куйбышев. 1977.-94с.
7. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии // Поверхностное явление и дисперсные системы. -М.: 1982. 117-124с.
8. Ш.Ш.Хамдамова, С.Тухтаев. Взаимодействие компонентов водных система с участием хлората кальция и нитрата моноэтаноламмония // Kompozitsion materiallar ilmiy-texnikaviy va amaliy jurnali. 2017 yil. №3. 101104 betlar.
