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Disertación de Maestría
DOI
Documento
Autor
Nombre completo
Letícia Sbrana Fritsche
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
Piracicaba, 2019
Director
Tribunal
Bendassolli, Jose Albertino (Presidente)
Sant'Ana Filho, Carlos Roberto de
Silva, Douglas Ramos Guelfi
Título en portugués
Ureia-15N: produção de grânulos e avaliação físico-química
Palabras clave en portugués
Fertilizante marcado
Isótopos estáveis
Nitrogênio
Qualidade físico-química
Ureia
Resumen en portugués
A CO(NH2)2, geralmente comercializada em forma de pérolas ou grânulos, é o fertilizante mais consumido mundialmente por apresentar diversas características que a torna um adubo atrativo e menos oneroso. Com relação aos fertilizantes nitrogenados, notadamente a ureia, torna-se de fundamental importância o uso de métodos adequados, objetivando o aumento da eficiência do uso do N (EUN) pelas culturas agrícolas. O emprego da técnica do traçador com o isótopo estável 15N, constitui-se uma ferramenta para esta avaliação. A técnica isotópica com uso dos isótopos estáveis do N (14N e 15N), como traçador, consiste, basicamente, em fornecer ao organismo um composto no qual a razão isotópica (15N/14N), no fertilizante considerado, é distinta da natural, e assim avaliar a distribuição do isótopo pesado (15N) no sistema em estudo. Com isso, o objetivo do trabalho foi a produção de CO(15NH2)2 granulada enriquecida no isótopo estável de 15N em conformidade com os padrões industriais e as normas legais para viabilizar experimentos na avaliação da eficiência de aproveitamento do N desses insumos por cultivos agrícolas. Para a granulação foi utilizado um equipamento de aço inox com ajuste de rotação e inclinação, onde foi adicionada a ureia na forma micronizada juntamente com H2O como ligante. Os parâmetros avaliados nessa etapa foram o grau de inclinação (40, 45, 50 e 55°) e a rotação (20, 25, 30 e 35 rpm) do granulador, a fim de conhecer a melhor condição experimental que resultasse em maior rendimento do processo. A massa total granulada utilizada em cada teste foi de 2 kg, mas testes com 1 kg também foram realizados para verificar a influência da massa no processo. Também foi avaliada a qualidade físico-química dos grânulos obtidos a partir de resultados de: concentração (%) de N e de biureto; absorção de umidade; dureza com ou sem adição de agente endurecedor (doses de sacarose de 3% e 5%); morfologia; termogravimetria; solubilidade e pH. Além disso, foi realizada a análise isotópica (% em átomos de 15N) para verificar se durante o processo houve diluição isotópica. Todos os testes foram realizados em triplicatas. Com o sistema proposto para obtenção de grânulos de CO(15NH2)2 foi possível chegar ao produto final de interesse. A melhor condição experimental para o equipamento foi 45° de inclinação e 30 rpm, obtendo um rendimento médio de 87,5% na granulação de 2 kg e 89,4% na de 1 kg, constatando que a redução da massa não afetou negativamente o rendimento da granulação. Os testes físico-químicos atestaram a qualidade do fertilizante granulado produzido, obtendo, por exemplo, 44% de N, 0,8% de biureto e dureza de 3,2 kgf. Tais resultados foram semelhantes aos valores do produto comercial e estavam dentro do estipulado pela legislação, além dos testes isotópicos que confirmaram que não houve diluição isotópica em nenhuma etapa do processo, assegurando o uso dessa fonte marcada em estudos que visam melhorar o aproveitamento do N pelas culturas. Outra vantagem é que, por se tratar de um produto granulado, existe a possibilidade de combinar esse fertilizante marcado com técnicas de recobrimento e incorporação de outros compostos em um único grânulo
Título en inglés
Urea-15N: granulation and physical-chemical evaluation
Palabras clave en inglés
Labeled fertilizer
Nitrogen
Physical-chemical quality
Stable isotopes
Urea
Resumen en inglés
Prill or granulated urea is the most widely applied fertilizer in the world because it has several characteristics that make it an attractive and less expensive fertilizer. Regarding nitrogen fertilizers, mainly urea, it is of fundamental importance the use of adequate methods, aiming to increase nitrogen use efficiency (NUE) by crops. The use of the tracer technique as the stable 15N isotope is a tool for this evaluation. The isotopic technique using stable N isotopes (14N and 15N) as a tracer is to provide the organism with a different isotopic ratio and to evaluate the distribution of heavy isotope (15N) in the system under study. Thereby, the aim of this study was the granulation of urea enriched in stable isotope of 15N in accordance to the commercial product and the current legislation to enable experiments in the evaluation of the efficiency of N utilization of these products by crops. The urea-15N granules were obtained using a rotating plate of stainless steel with adjustment of inclination. In the procedure was added the micronized urea and H2O as a binder. The parameters evaluated in granulation were the inclination (40, 45, 50 and 55 °) and the rotation (20, 25, 30 and 35 rpm) of the granulator in order to know the best experimental condition that increases the yield of the process. The total granulated mass used in each test was 2 kg, but tests with 1 kg were also performed to verify the influence of the mass in the process. The physical chemical quality of the granules was also evaluated from results of: concentration (%) of N and biuret; moisture absorption; hardness considering the doses of hardener additive (sucrose doses of 3% and 5%); morphology; thermogravimetry; solubility and pH. In addition, isotopic analysis (% in 15N atoms) was realized to verify if there was isotopic dilution during the process. All tests were performed in triplicates. With the proposed system was possible to obtain the final product of interest. The best experimental condition was 45° inclination and 30 rpm, obtaining yield of 87.5% in the 2 kg granulation and 89.4% in the 1 kg granulation, revealing that the mass reduction did not affect the granulation yield. The physical-chemical tests confirmed the quality of the granulated fertilizer produced, obtaining, for example, 44% of N, 0.8% of biuret and 3.2 kgf of crushing strength. These results were similar to the values of the commercial product and were in accordance with legislation. In addition, the isotopic tests confirmed that there was no isotopic dilution during the process, ensuring the use of this isotopic technique in studies that the aim is improving the use of N by crops. Another advantage is that with granular fertilizer is possible to coating its or incorporate other compounds into a single granule
 
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Fecha de Publicación
2019-10-15
 
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