De deeltjes worden langzaam zacht en plakkerig.
- De deeltjes nemen in volume toe.
- De deeltjes beginnen scheuren te vertonen.
- Ze verbleken, of verkleuren.
- De deeltjes zijn minder sterk.
- Ze klonteren eerder.
- Er is meer stofvorming en verkorreling.
- De vloeren van de opslagruimte worden vochtig en glad.
- Gestabiliseerde enkelvoudige kunstmeststoffen op basis van ammoniumnitraat verliezen hun thermische stabiliteit.
- Het strooien verloopt niet zoals het hoort.
- Apparatuur raakt verstopt.
- Voldoet steeds minder aan de specificaties.
Fysieke eigenschappen van kunstmest
De fysieke eigenschappen van een meststof worden bepaald door zijn chemische samenstelling en de manier van produceren.
De belangrijkste kunstmestproducteigenschappen voor overslag, opslag en strooien zijn de volgende:
- Het hygroscopisch vermogen
- Klontering
- De vorm van de deeltjes en de variatie in grootte
- De sterkte en mechanische weerstand van de deeltjes
- De neiging tot stofvorming en verkorreling
- De bulkdichtheid
- Compatibiliteit (chemisch en fysiek)
Het hygroscopisch vermogen van kunstmest
Lucht bevat vocht in de vorm van waterdamp en oefent een dampdruk (p H2O) uit die wordt bepaald door de luchtvochtigheid en de temperatuur. Warme lucht kan meer waterdamp bevatten dan koude lucht. Het watergehalte wordt uitgedrukt in de relatieve luchtvochtigheid (RL).
Wanneer de lucht is verzadigd met waterdamp bedraagt de relatieve luchtvochtigheid 100%, en 50% RL betekent halfverzadigde lucht. Waterdamp verplaatst zich van hoge naar lage dampdrukken.
Bij 30˚C kan de lucht 30,4 gram water bevatten per kuub (1 m3, 100% RL). De dampdruk varieert met de luchtvochtigheid en de temperatuur van de lucht.
Alle kunstmeststoffen zijn in meerdere of mindere mate hygroscopisch, en dat betekent dat ze vocht beginnen op te nemen bij een specifieke luchtvochtigheid of bij een bepaalde dampdruk. Sommige sterk hygroscopische meststoffen trekken veel meer vocht aan, en bij een lagere luchtvochtigheid, dan andere meststoffen. De kunstmeststof begint water te absorberen wanneer de dampdruk van de lucht hoger wordt dan de dampdruk van de kunstmeststof.
Absorptie van vocht tijdens op- en overslag verslechtert de fysieke eigenschappen van kunstmest. Door de luchttemperatuur en de luchtvochtigheid te meten, alsmede de oppervlaktetemperatuur van de meststof, is te bepalen of er vocht zal worden geabsorbeerd of niet.
Meestal loopt een vochtabsorptiekromme slechts langzaam op bij lage luchtvochtigheden (zie de figuur), maar neemt dit sterk toe rondom een bepaalde luchtvochtigheidswaarde. Deze luchtvochtigheidswaarde noemen we de kritieke luchtvochtigheid van de meststof. Deze kritieke luchtvochtigheid neemt af bij toenemende temperatuur.
Wanneer kunstmeststoffen een aanzienlijke hoeveelheid water opnemen, heeft dat ongewenste gevolgen:
Een mengsel van twee stoffen kan hygroscopischer zijn dan de afzonderlijke componenten, zoals in de grafiek te zien is.
Klontering van kunstmest
De meeste kunstmeststoffen neigen tijdens opslag tot klonteren of plakken. Dit komt doordat er sterke kristalbruggen en aantrekkingskrachten ontstaan tussen korrels.
Er zijn verschillende mechanismen bij betrokken; waarvan de belangrijkste zijn:
- Chemische reacties in het eindproduct.
- Het oplossen en herkristalliseren van meststofzouten op het deeltjesoppervlak.
- Adhesieve en capillaire krachten tussen oppervlakken
Klontering van kunstmest is afhankelijk van verschillende factoren:
- De luchtvochtigheid.
- Temperatuur en luchtdruk.
- Het vochtgehalte in het product.
- De sterkte en de vorm van de deeltjes.
- De chemische samenstelling.
- De opslagduur.
De neiging tot klonteren zal laag blijven als deze factoren onder controle kunnen worden gehouden. Vaak moet er echter een geschikt antiklontermiddel worden toegevoegd. Calciumnitraat klontert enigszins, maar vooral bij NPK's, AN en ureum is het een groter probleem. Het coaten van kunstmeststoffen verlaagt de absorptiesnelheid.
De vorm van de deeltjes en de variatie in grootte
Geprillde kunstmeststoffen hebben een gelijkmatig en glad oppervlak, terwijl dat bij korrels nogal kan variëren; maar normaliter is het oppervlak van korrels ruwer en ongelijkmatiger dan dat van geprillde kunstmestproducten. De kleur van het oppervlak varieert afhankelijk van de gebruikte grondstoffen, of door er minerale of organische kleurstoffen aan toe te voegen.
De variatie in deeltjesgrootte is van belang voor de strooi-eigenschappen en voor de neiging tot ontmenging. Dit is met name van belang voor de stoffen in bulkmengsels.
De sterkte en mechanische weerstand van de deeltjes
De druksterkte van meststofdeeltjes is sterk afhankelijk van de chemische samenstelling. De gemeten druksterkten van verschillende soorten meststoffen staan in de tabel. Vochtabsorptie heeft op de meeste meststoffen een negatief effect. Deeltjes kunnen dan plakkerig worden en uit elkaar vallen.
De mechanische sterkte is de mate waarin de meststof de krachten weerstaat die erop worden uitgeoefend in de distributieketen. De mechanische sterkte is afhankelijk van de oppervlaktestructuur en de deeltjessterkte.
Stofvorming van kunstmest
Grote hoeveelheden stof veroorzaken ongemak op de werkplek. Daarom is in de meeste landen wettelijk geregeld hoeveel stof er mag vrijkomen bij overslag en distributie. Stof en verkorreling ontstaat tijdens het overslaan door:
- Vochtabsorptie.
- Een matige oppervlaktestructuur en deeltjessterkte.
- Een lage mechanische sterkte.
- Mechanische belastingen in de distributieketen.
- Belasting door apparatuur (schrapers, opvoervijzels, trimmers, enzovoort).
Zie ook de tips voor het voorkomen van stofvorming.
De bulkdichtheid van kunstmest
De bulkdichtheid of het volumegewicht (kg/m3) verschilt per type kunstmeststof. Ook de variatie in deeltjesgrootte door ontmenging beïnvloedt de bulkdichtheid. Bij mechanisch strooien is het van belang dat deze variatie binnen een kunstmestproduct minimaal is.
Compatibiliteit (chemisch en fysiek)
Compatibiliteit gaat in de eerste plaats over het mengbaar zijn van verschillende kunstmeststoffen, vervuiling en andere problemen wat betreft veiligheid en/of kwaliteit; zoals klontering, sterkteverlies, stofvorming en verlies van weerstand tegen hittepieken zoals bij ammoniumnitraat.
