5 CHỈ TIÊU QUAN TRỌNG CẦN KIỂM SOÁT TRONG SẢN XUẤT PHÂN BÓN
Phân bón có nhiều dạng tùy thuộc vào thành phần và mục đích sử dụng cuối cùng của nó. Phân bón có thể được phân loại thành nhiều nhóm. Dựa vào nguồn gốc, có thể phân loại thành phân hữu cơ, phân hóa học (phân vô cơ) và phân vi sinh. Dựa vào hình thức cuối của thành phẩm, phân bón được chia thành các loại: dạng bột khô, chất lỏng, huyền phù hoặc nhũ tương.
Trong đó, phân bón dạng bột được ưa chuộng hơn cả vì nó dễ vận chuyển và sử dụng. Việc phân tích kích thước hạt phân bón chính xác rất quan trọng, vì giúp nhà sản xuất có thể kiểm soát hiệu quả sử dụng và mức độ bám dính của phân bón trên cây trồng. Việc xác định kích thước hạt của các loại bột khô này có thể khó khăn vì chúng thường hòa tan dễ dàng trong nhiều loại dung môi phân tán. Vì thế, việc đo kích thước hạt phân bón bằng phương pháp đo khô mang lại nhiều lợi ích, ngoài việc vẫn bảo toàn hình dạng của viên phân bón, mà còn giúp đánh giá chính xác sự phân bố cỡ hạt của mẫu.
Các chỉ tiêu bên dưới là những chỉ tiêu rất quan trọng, mà bất kể quy trình sản xuất phân bón nào cũng cần phải kiểm soát và đánh giá.
1. Kích thước hạt (Particle size)
Kích thước hạt là một yếu tố quan trọng trong việc quản lý chất lượng và hiệu quả sử dụng của phân bón và các sản phẩm cải tạo đất. Kích thước hạt của sản phẩm ảnh hưởng đến hai đặc tính liên quan đến hiệu quả sử dụng của phân bón:
Tốc độ phân phối/ khuếch tán chất dinh dưỡng và hoạt chất:
Kích thước hạt phân bón càng lớn thì sản phẩm sẽ càng mất nhiều thời gian để phân hủy, và cần tốn thời gian hơn để cây có thể hấp thu. Trong đó phân bón dạng nước và bột cung cấp chất dinh dưỡng nhanh nhất (mặc dù chúng cũng thường bị gió thổi bay). Kích thước hạt ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ hòa tan hay phân hủy của phân bón nhưng không phải là duy nhất, các yếu tố khác cũng có tác động đến khả năng tan rã và hấp thu phân bón vào trong cây như điều kiện thời tiết, loại đất, nhóm cây trồng,…
Sự phân tách của các hạt:
Sự phân tách trong phân bón xảy ra khi các hạt tách xa nhau do sự khác biệt về kích thước, hình dạng hoặc mật độ của chúng. Sự phân tách có thể xảy ra khi xử lý hỗn hợp bột hoặc nguyên liệu có kích thước hạt khác nhau, nhóm lại với nhau một cách tự nhiên theo kích thước, tạo thành một hỗn hợp không đồng nhất, thay vì đồng nhất. Điều này thường dẫn đến làm giảm chất lượng phân bón, khiến quá trình rải hay bón phân không đồng đều và ảnh hưởng đến chất lượng nông sản.
Máy phân tích cỡ hạt nano, micro HORIBA LA-960V2 cho phép đo các mẫu phân bón lỏng và khô (thông qua PowderJet) cho phép các nhà sản xuất phân bón, thuốc bảo vệ thực vật kiểm soát chất lượng thành phẩm sinh học của mình.
Dưới đây là kết quả phân tích kích thước hạt trong phân bón rắn (dry fertilizers) với máy đo cỡ hạt HORIBA
RI (particle): 1.50-0.00i
Dispersion pressure: High
Kích thước hạt của phân bón có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố bao gồm vận chuyển, vận chuyển, xử lý và đo lường. Các quá trình này có thể làm giảm kích thước của một số hạt có thể làm tăng sự biến đổi kích thước hạt trong tải. Có nhiều số liệu được sử dụng để mô tả kích thước hạt và phân bố kích thước hạt.
Thông thường, kích thước hạt được xem xét/ phân tích thông qua kích thước hạt trung bình (d50) hoặc Size Guide Number (SGN) của mẫu. Sự phân bố kích thước hạt có thể được biểu thị bằng GSI (Chỉ số phân bố hạt) hoặc UI (Chỉ số đồng nhất). Kích thước hạt (d50), GSI, UI hoặc SGN có thể được xác định bằng cách sử dụng sàng hoặc máy phân tích kích thước hạt.
Trong đó, khi tạo hỗn hợp số lượng lớn, SGN có thể chỉ ra khả năng tương thích của việc pha trộn các sản phẩm phân bón riêng lẻ. Ưu tiên các hỗn hợp phân bón có giá trị SGN không quá chênh lệch là 10. Giá trị SGN chênh lệch từ 10 trở xuống, cho phép trộn phân bón, sau đó hỗn hợp sẽ được trải đều nhất có thể, giảm thiểu nguy cơ phân tách. Khi gía trị SGN tăng lên, tính không tương thích cũng tăng lên, dẫn đến nguy cơ phân tách sản phẩm cao trong quá trình phân phối (tham khảo bảng bên dưới).
| SGN | Mức độ tương thích |
| 0 – 10 | Tốt |
| 11 – 20 | Trung bình |
| >20 | Kém |
2. Phân bố kích thước hạt (PSD)
Phân bố kích thước hạt là phép đo số lượng vật liệu rơi vào từng phạm vi kích thước khác nhau trong một mẫu nhất định.
Hình. Ví dụ về phân bố kích thước hạt minh họa các giá trị d16, d50 và d84 cho một mẫu phân bón.
3. Chỉ số đồng nhất (Uniform index)
Chỉ số đồng nhất của sản phẩm là phép đo sự khác biệt tương đối về kích thước giữa các hạt.
UI trong khoảng từ 40 – 60 là lý tưởng cho phân bón (số càng lớn thì độ đồng đều càng cao), vì điều này sẽ giúp đảm bảo rằng các hạt đồng nhất (giảm thiểu các vấn đề về khả năng phân tách), nhưng đủ khác biệt trong phạm vi tính đồng nhất đó để chúng phân bố và phân tán hiệu quả trong không gian lưu trữ hoặc đóng gói.
UI của sản phẩm được tính thông qua phương trình sau:
Trong đó:
- d95 – kích thước lỗ sàng giữ lại 95% mẫu (đường kính hạt nhỏ hơn)
- d10 – kích thước lỗ sàng giữ lại 10% mẫu (đường kính hạt lớn hơn)
Nếu d95 = 3,0mm và d10 = 6,0mm thì phương trình như sau:
Vì 50 nằm trong phạm vi UI lý tưởng là 40-60 nên khoảng kích thước hạt này là tốt, có thể chấp nhận được.
4. Hình dạng hạt (Particle shape)
Hình dạng hạt có thể khác nhau giữa các loại phân bón. Hình dạng có thể được phân loại thành hình tròn (hình cầu hoặc hình trứng), hình khối, hình chữ nhật và không đều.
Urê và DAP là những ví dụ về phân bón có dạng hình cầu, trong khi kali có hình dạng không đều.
Hình dạng có thể ảnh hưởng đến đặc tính của vật liệu trong quá trình vận chuyển và phân phối. Các hạt không đều dễ bị phân tách hơn các hạt hình cầu. Việc trộn lẫn các loại phân bón có hình dạng khác nhau làm tăng khả năng phân tách hạt (kết tụ, sa lắng). Tuy nhiên, sự khác biệt về kích thước hạt (hay phân bố cỡ hạt PSD và UI) có tác động đến sự phân tách nhiều hơn so với hình dạng hạt.
5. Mật độ khối (Bulk density)
Mật độ khối biểu thị tỷ lệ khối lượng trên thể tích của một mẫu lớn, bao gồm khoảng cách giữa các hạt riêng lẻ và được đo bằng đơn vị lbs/ft3 hoặc kg/m3. Mật độ khối được đo bằng cách cân một thùng chứa đã biết thể tích, chứa đầy mẫu phân bón.
Mật độ khối – khối lượng trên một đơn vị thể tích của vật liệu, bao gồm cả khoảng trống giữa các hạt. Trong đó:
- Mật độ khối “lỏng lẻo” – khối lượng trên một đơn vị thể tích của vật liệu sau khi được đổ tự do vào thùng chứa. Được đo theo tiêu chuẩn ISO 7837:1992.
- Mật độ khối “đóng gói” – khối lượng trên một đơn vị thể tích của vật liệu sau khi được đổ vào một thùng chứa, sau đó gõ nhẹ vào thùng chứa một cách cơ học cho đến khi không có sự thay đổi thể tích nào nữa. Tiêu chuẩn áp dụng cho việc đo mật độ khối này là ISO 7837:1992.
Ngoài ra, khi xét đến mật độ của phân bón, người ta cũng quan tâm đến:
- Mật độ biểu kiến - khối lượng trên một đơn vị thể tích của vật liệu, không bao gồm khoảng trống giữa các hạt.
- Mật độ thực – khối lượng trên một đơn vị thể tích của vật liệu, không bao gồm khoảng trống giữa các hạt và tất cả các không gian xốp có thể có.
Tương tự như kích thước hạt, nếu mật độ khối thiếu đồng nhất thì sẽ dẫn đến sự phân bố không đồng đều. Do đó, việc biết và điều chỉnh những thay đổi về mật độ khối là rất quan trọng vì nó gắn liền với độ chính xác của quá trình phân tích chất lượng phân bón và hiệu quả sử dụng, cũng như tác động của phân đến nông sản.
Máy phân tích kích thước hạt tiên tiến nhất của HORIBA
Tài liệu tham khảo:
- https://www.horiba.com/aut/scientific/products/particle-characterization/particle-size/
- Physical Properties of Granular Fertilizers and Impact on Spreading. Link: https://ohioline.osu.edu/factsheet/fabe-5501
REDLAB – FOR YOUR LABORATORY
Công ty TNHH Redlab là đối tác đáng tin cậy cho phòng LAB của bạn, chúng tôi cung cấp:
- Thiết bị và vật tư tiêu hao
- Tư vấn, thiết kế và lắp đặt nội thất phòng thí nghiệm
- Dịch vụ sửa chữa – bảo trì – bảo dưỡng thiết bị
Mời bạn xem thông tin sản phẩm và đặt hàng các thiết bị tại cửa hàng trực tuyến của RedLAB tại đây: online-store.redlab.com.vn hoặc tham khảo thêm các sản phẩm thiết bị phòng thí nghiệm khác trên website: redlab.com.vn
Để được tư vấn sản phẩm, mời bạn liên hệ HOTLINE: 0889 973 944.