Principais processos e sistemas envolvidos na indústria de fertilizantes

FEMASS – Faculdade - Faculdade Professor Miguel Ângelo da Silva Santos

 Principais processos e sistemas envolvidos na indústria de fertilizantes

Ramon de Oliveira

Marcos Paulo de Jesus

Acadêmicos do curso de Engenharia de Produção pela FEMASS

RESUMO

Segundo dados da Secretaria de Relações Internacionais do Ministério da Agricultura, A atividade do setor agrícola é uma das mais importantes da economia brasileira, pois, embora componha pouco mais de 5% do PIB brasileiro na atualidade, é responsável por quase R$100 bilhões em volume de exportações em conjunto com a pecuária.

Devido a essa importância e a uma carência dos solos brasileiros em macro e micronutrientes, principalmente de potássio e fósforo, as indústrias de fertilizantes, ou adubos, são de extrema importância, principalmente os nitrogenados, fosfatados e potássicos, constituindo a mistura NPK, tendo como fontes de matéria-prima produtos oriundos da petroquímica e da mineração. 

METODOLOGIA DE PESQUISA

Para escrever o presente artigo, foi elaborado um levantamento de dados, através de bibliografia especializada, websites, trabalhos acadêmicos e estudos de órgãos de referência na temática abordada com o objetivo de adquirir uma base de conhecimento sobre o assunto proposto.

Em seguida, com todo o material e bibliografia, foi feita uma análise apenas descritiva sobre a indústria de fertilizantes, principais tipos, equipamentos e os processos químicos e físicos envolvidos.

Um possível ponto fraco do artigo em questão é a falta de um conhecimento mais aprofundado sobre o tema além de pesquisas de campo ou estudos de casos de plantas de produção de fertilizantes, o que enriqueceria o artigo com dados e informações práticas e bastante relevantes.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Fertilizantes

Os Fertilizantes ou adubos estão definidos na legislação brasileira (Decreto 86.955, de 18 de fevereiro de 1982) como “substâncias minerais ou orgânicas, naturais ou sintéticas, fornecedoras de um ou mais nutrientes das plantas”. Os fertilizantes têm como função repor ou fornecer as plantas os nutrientes necessários para manter ou ampliar sua qualidade e potencial produtivo. Conforme a quantidade ou proporção de elementos químicos presentes, os fertilizantes podem ser divididos em macronutrientes (carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio e enxofre) e micronutrientes (boro, cloro, cobre, ferro, manganês, molibdênio, zinco, sódio, silício e cobalto), sendo nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K), as deficiências mais comuns nos solos.

Tipos de fertilizantes

Segundo o BNDS (Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social), os fertilizantes podem ser classificados em:

• Mineral - são produtos de natureza fundamentalmente mineral, natural ou sintético, obtidos por processo físico, químico ou físico-químico. Dentre os fertilizantes minerais destacam-se os seguintes grupos:

Fertilizantes nitrogenados: compostos essencialmente de nitrogênio. Têm como principal matéria prima a amônia (NH3).

Fertilizantes fosfatados: substâncias constituídas de fósforo assimilável aos vegetais e obtidas a partir do superfosfato, fosfato oxidado, fosfatos de amônio e termofosfatos.

Fertilizantes potássicos: substâncias extremamente solúveis em água, que fornecem o potássio necessário ao desenvolvimento vegetal. Sulfato de potássio e cloreto de potássio são as principais matérias primas para a produção desses fertilizantes.

• Orgânicos - são produtos de natureza fundamentalmente orgânica, obtido por processo físico, químico, físico-químico ou bioquímico, natural ou controlado, com base em matérias-primas de origem industrial, urbana ou rural, vegetal ou animal, enriquecido ou não de nutrientes minerais.
• Organominerais - são produtos resultantes da mistura física ou combinação de fertilizantes minerais e orgânicos.

A tabela a seguir, mostra algumas diferenças quanto à qualidade entre os fertilizantes minerais e orgânicos.

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Figura 1Figura 1 - Diferenças quanto a qualidade entre fertilizantes minerais e orgânicos (fonte: BNDES Setorial, Rio de Janeiro, n. 24, p. 97-138, set. 2006)

Os fertilizantes podem ainda, ser sólidos ou fluidos. Os primeiros são os mais comuns e são comercializados na forma de grânulos ou pó.

Principais equipamentos

Durante os processos da produção de fertilizantes, os principais equipamentos utilizados são:

• Granulador de tambor rotativo - O granulador de tambor rotativo é um tipo de máquina para fertilizante largamente usada por indústrias de fertilizantes. A matéria-prima para granulador de tambor rotativo são amónia, vapor gasoso, ácido fosfórico ou solução amoniacal, fosfato de amônio e superfosfato triplo lama. Após estes pós de adubos sólidos entrarem no tambor rotativo, eles vão fazer movimento alternativo sob a ação da gravidade, força centrífuga e força de atrito entre os fertilizantes. Com o movimento rotativo do tambor, pulverização de materiais são gerados sobre a superfície do núcleo de granulação. A camada de revestimento se torna mais espessa e mais grossa, e, gradualmente, os materiais gerados são granulados em tamanhos desejados e descarregados a partir do furo de descarga.

• Resfriador rotativo - No resfriador rotativo, os materiais para serem resfriados rodam a uma velocidade elevada, trocam de calor com o ar através da rotação do corpo da concha e, finalmente, são arrefecidos. O ar pode ser usado novamente após o arrefecimento.
• Britador - Britador de mandíbula é um tipo de máquina para fertilizantes largamente usada para esmagamento de vários materiais, tais como pedras e minérios, em tamanhos pequenos. 
• Peneira vibratória - Peneira vibratória pode ser dividida em tela de linha vibratória, peneira vibratória circular, agitação e peneira vibratória. Ela pode ser usada para a separação eficaz de muitos materiais, tais como carvão, fertilizantes, minerais, e assim por diante. 
• Secador - O secador é um tipo de máquina para fertilizante usada para secagem de pó de carvão, escória, pedra argila e fertilizantes
• Moinho de bolas - O moínho de bolas é um tipo de máquina para fertilizantes usada para moer vários materiais em pó finos. é um tipo de moinho de grelha que tem duas câmaras. É equipado com cilindro rotativo que é montado horizontalmente. Os materiais são uniformemente enviados para a câmara de moagem, através de carregamento de dispositivo de veio oco. A câmara é revestida com escada linear ou ondulação linear e existem diferentes especificações de bolas de aço dentro dela.
  A força centrífuga gerada com a rotação do cilindro, eleva as bolas de aço a uma certa altura. Em seguida, as esferas de aço caem para os materiais e tritura-os. Depois os materiais grossos entram na segunda câmara através da placa de monocamada. A segunda câmara foi concebida com placa de forro plano e esferas de aço. Materiais são moídos novamente nesta câmara, e descarregados.
• Transportador de correia ou esteiras - é conviniente para movimentação de materiais em geral, bem como o seu manuseio. É composto de estrutura principal de correia transportadora, de duas ou mais polias, dispositivo de tensão e dispositivo de condução, etc. As polias podem ser carregadas ou não. A potência de polia pode fazer com que o cinto avançe, por isso é chamado de polia de condução, equanto que a polia intermédia é chamada de reboque.
• Misturadores - Misturador vertical é usado principalmente para misturar materiais a granel ou materiais granulares. Existem muitos tipos de misturadores verticais, incluindode único fuso misturadores tipo cone, misturadores de rosca dobrada tipo cone, misturadores em linha reta, e assim por diante.
• Coletor de pó tipo cyclone - Coletor de pó tipo ciclone é um tipo de dispositivo de coleta de pó, amplamente usado para separar o pó viscoso não seco a partir do fluxo de ar. No coletor de pó tipo ciclone, contém fluxo de ar para poeira, que gira a uma velocidade elevada e, em seguida, as partículas são separadas sob a ação da força centrífuga. 

Fertilizantes do grupo NPK

A formulação básica dos fertilizantes NPK é uma composição de três elementos químicos: nitrogênio, fósforo e potássio. A proporção de cada elemento nessa combinação depende do fim a que se destina e das condições físico-químicas do solo que se deseja adubar. A fórmula NPK é utilizada para indicar o conteúdo percentual de nitrogênio (N), o conteúdo percentual de fósforo na forma de pentóxido de fósforo (P2O5) e o conteúdo percentual de potássio na forma de óxido de potássio (K2O). O produto final (mistura NPK) não envolve processos tão complexos quanto a obtenção dos insumos citados. A seguir seguem mais detalhes sobre a produção de cada macronutriente: