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Phosphate

Ingetecsa hat mit MCP, DCP, TCP und STPP unübertroffen fundierte Erfahrungen im Bereich Futter- und Lebensmittelphosphate gesammelt.

Wir können das komplette Basic- und Detail-Engineering anbieten und auch Anlagen für Kalziumphosphate herstellen, liefern und installieren.

Feed and Food Phosphates

In der Düngemittel- und Phosphatindustrie stellen Calciumphosphate einen interessanten Nischenmarkt dar. Sie sind die am häufigsten genutzten Phosphatzusätze und liefern wichtige Mineralien für die Entwicklung starker Zähne und Knochen bei Vieh, Geflügel und Haustiere.

Zu Calciumphosphaten in Futtermittelqualität gehören:

  1. Monocalciumphosphat (MCP)
  2. Dicalciumphosphat (DCP)
  3. Tricalciumphosphat (TCP)

Neben der Verwendung als Futtermittelzusatz finden sich Calciumphosphate z. B. auch in Zahnpasta, als Texturverbesserungsmittel, als Verdickungsmittel für Saucen, als Säuerungsmittel, als Bindemittel etc. in der Lebensmittelindustrie und in industriellen Bäckereien. Nur ein geringer Anteil wird bislang in der Pharmazeutik verwendet.

Phosphate mine

 

AUFBEREITUNGSPROZESS

Phosphatgestein wird auf der ganzen Welt abgebaut. Die größten Reserven an hochreinem Phosphatgestein befinden sich in Marokko. Das abgebaute und zerkleinerte Gestein reagiert mit Schwefelsäure. Dabei schlagen sich Gips (Phosphorgips) und Verunreinigungen nieder. Danach wird die Säure von Fluor, Arsen und Schwermetallen gereinigt, um Grünsäure in Futtermittelqualität oder Weißsäure in Lebensmittelqualität zu erhalten. Die seltenere hochreine Weißsäure wird aus elementarem Phosphorgestein in Lichtbogenöfen gewonnen.

Die Säure und der Kalkstein reagieren miteinander, wodurch MCP, DCP und (selten) TCP entstehen.

DCP-Produktion ist auch direkt als Niederschlag aus dem Angriff von Salzsäure auf Phosphatgestein (Substitutionsreaktion) möglich. Bei diesem Nischenverfahren wird z. B. Salzsäureabfall aus elektrochemischen Anlagen / Wasserdissoziation verwendet. Dieses DCP wird hauptsächlich für Geflügelfutter verwendet oder durch Zugabe von Phosphorsäure zu MCP in Futtermittelqualität weiterverarbeitet.

 

Prozesslösungen

Der Trend geht dahin, eine Anlage möglichst flexibel zu gestalten. Zum Beispiel, um unterschiedslos DCP-Pulver, staubfreies DCP/MCP-Mikrogranulat und MCP-Mikrogranulat zu produzieren, da so eine schnellere Anpassung an Marktanforderungen möglich ist.

Für eine perfekte Qualität des Calciumphosphats müssen vier Anforderungen erfüllt sein:

≡  Die Reagenzien müssen gut und energisch vermischt werden.
≡  Eine ausreichende Reaktionsfläche und -zeit müssen gewährleistet sein, damit die Reaktion abgeschlossen werden kann und keine freie Säure in der Masse verbleibt.
≡  In bestimmten Fällen (speziell für MCP) wird trockenes Produkt / Staub rezirkuliert, um die Handhabung zu vereinfachen und Granulatgrößen in der Spezifikation zu produzieren.
≡  Die Anlage muss leistungsstark und hinreichend überdimensioniert sein.

Die Reaktion und Granulation können in die folgenden Schritte unterteilt werden:

Hochleistungs-Doppelwellenreaktor für die Herstellung von MCP- oder MCP/DCP-Mikrogranulat.

  1. Vorreaktion: erstes Mischen von Reagenzien mit leicht unterstöchiometrischer Zugabe von Säure
  2. Reaktion: zusätzliche Säure wird zur Feinabstimmung der Verhältnisse eingebracht
  3. Reifung: die Zeit, in der die Reaktionsmasse erstarrt und aushärtet
  4. Granulation/Rückmischung: Bei der Herstellung von granularem MCP oder MCP/DCP-Mikrogranulat kann zusätzliche Säure oder Wasser zur Steuerung der Granulation eingesetzt werden.

Paddelmischer/Reaktoren von Ingetecsa sind nachweislich die erfolgreichste Technologie für diese Anwendungen.

Reaktorkonfiguration

Der Vorreaktionsschritt kann zwar in einem Einwellenprozessor durchgeführt werden, der Reaktionsschritt und die Granulierung/Rückmischung erfordern Doppelwellenmischer mit hoher Schermischleistung und Selbstreinigungsfähigkeit.

Der Reaktor ist so ausgelegt, dass er den hohen Kräften standhält, die beim Mischen und in der Aushärtungsphase auftreten. Mit Blick auf die stark sauren Produkte fällt die Wahl auf korrosionsbeständige Werkstoffe. Mehrere Säureeinlasspunkte ermöglichen eine Feinabstimmung des Prozesses. Sprühdüsen helfen, den entstehenden Staub zu reduzieren. Das Design der austauschbaren Messer und Wellendichtungen gestattet einen schnellen Austausch während der Wartungsintervalle.

Die großen Mengen an CO2, die in den verschiedenen Prozessschritten entstehen, müssen zum Wäscher abgeleitet werden. Das abgesaugte Gas enthält erhebliche Staublasten und ist klebrig. Eine richtig ausgelegte Haube minimiert das Risiko von Blockierungen bei der CO2-Absaugung und in den weiterführenden Rohrleitungen. Isolierte oder beheizte Hauben beugen Kondensation und Ablagerungen vor. Große Luken gestatten Zugang für planmäßige Inspektions- und Reinigungsintervalle.

Schnelltrocknung

Bis vor kurzem war der herkömmliche Stromtrockner die übliche Technologie für diese Trocknungsprozesse. Manche Hersteller verwenden Trommeltrockner. Stromtrockner sind zuverlässig und sind gut für die Granulatgröße und dem Produktverhalten geeignet.

Vereinfachtes Prozessablaufdiagramm für die Herstellung von Lebensmittel- und Futtermittelphosphaten.

Modernste Trocknungstechnologie

Seit kurzem setzt Ingetecsa den Spiralstromtrockner als Trocknungstechnologie der nächsten Generation für dieses Marktsegment ein.

Der Spiralstromtrockner hat sich als eine Maschine mit einer Reihe einzigartiger Vorteile gegenüber anderen Trocknern bewährt:

≡  Vollständig statische Trockenkammer
≡  Trocknungszeit unter 10 Sekunden
≡  Nachweislich höherer thermischer Wirkungsgrad
≡  Weniger Orthophosphate durch geringere Erwärmung
≡  Weniger kalziniertes DCP und MCP
≡  Sehr geringer Wartungsaufwand, äußerst zuverlässig
≡  Kann sowohl staubiges DCP als auch granuliertes DCP oder MCP verarbeiten, ohne Granulate zu beschädigen

 

Ein einzigartiger Trockner, ideal für Lebensmittel- und Futtermittelphosphate.

Typische Probleme am Produktionsstandort

Die Zahl der weltweiten Produktionsstandorte, die MCP, DCP und TCP herstellen, ist klein. Neue Anlagen werden üblicherweise nur auf theoretischen Grundlagen und aus Erfahrungen mit anderen, vermutlich ähnlichen Prozessen entworfen. Solche neuen Anlagen haben meist eine niedrige Verfügbarkeit, bis sie von den Betreibern durch Versuch und Irrtum langsam verbessert werden.

Die erreichten Verbesserungen sind meist unzureichend dokumentiert und werden selten andernorts genutzt. Zwischen den verschiedenen Herstellern gibt es wenig bis gar keinen Erfahrungsaustausch. Wir sehen sehr unterschiedliche Anlagenlayouts für genau den gleichen Prozess. Da der Markt klein ist, gibt es nur wenige erfahrene Spezialisten, die eine Beratung leisten können.

Hoher Wartungsaufwand und geringe Verfügbarkeit wegen eines schlecht konzipierten Prozesses.

Spezialisierung, wann und wo sie notwendig ist

Ingetecsa ist ein solcher Spezialist. Im Zuge vieler praktischer Prozessverbesserungen haben wir viel fundiertes Wissen in diesem Bereich der Phosphate erworben.

Die Herausforderungen in der Verarbeitung von Futterphosphaten liegen vor allem in der Feststoffverarbeitung. Reaktoren, Mischer, Granulatoren und die Steuerung der Rückvermischung haben einen großen Einfluss auf die Verfügbarkeit des Produktionsprozesses.

Wir bei Ingetecsa haben gelernt und gezeigt, dass ein guter grundlegender Entwurf und die Spezifikation der Prozessbedingungen entscheidend sind. Die Anfangsinvestition in richtig dimensionierte und ausgelegte Hochleistungsanlagen macht sich schnell bezahlt, da die Betriebskosten und unerwarteten Ausfallzeiten deutlich geringer sind.

Gleich beim ersten Mal richtig konstruiert.

Unser Versprechen

Wir sind stolz auf unsere Erfolgsbilanz mit den von uns konzipierten Anlagen:

≡  Reinigungsintervalle auf (weniger als) einmal pro Woche verlängert
≡  Verfügbarkeit erheblich verbessert
≡  Wartungs- und Ersatzteilkosten für zehn Betriebsjahre überschreiten nur selten 3 bis 5 % der jährlichen Maschinenkosten

Das ist gutes Engineering!

Interessieren Sie sich für diese Technologie? Nehmen Sie bitte Kontakt mit uns auf. Wir laden Sie gern ein, Ihr Projekt mit einem unserer erfahrenen Verfahrensingenieure zu besprechen.

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