Verklumpung von Düngemitteln: Ursachen, Unterscheidung und Lösungen

Was ist Düngemittelverklumpung?

Unter Düngemittelverklumpung versteht man das Phänomen, bei dem sich Düngemittelgranulate oder -pulver miteinander verbinden und feste Klumpen bilden. In der Regel verändert die Verklumpung weder die chemische Zusammensetzung noch den Nährstoffgehalt des Düngers. Sie erschwert jedoch die Ausbringung, verringert die Effizienz und führt zu ungleichmäßiger Verteilung, was das Pflanzenwachstum beeinträchtigen kann. In der modernen Landwirtschaft – geprägt durch mechanisierte Düngung – sind die Anforderungen an Effizienz und Präzision hoch. Selbst leichte Verklumpung kann die Düngewirkung deutlich beeinträchtigen. In Japan gilt die Klumpenfreiheit als wichtiger Qualitätsindikator; Düngemittelrückgaben aufgrund von Verklumpung sind dort keine Seltenheit.

Ursachen für die Verklumpung von Düngemitteln

Interne Faktoren

1. Innere Feuchtigkeit des Düngemittels

   Die Hauptursache für Verklumpung ist Feuchtigkeit, darunter:

   - Freies Wasser: durch Kapillar- oder Diffusionswirkung auf der Partikeloberfläche adsorbiert

   - Kristallwasser: strukturell gebundenes Wasser, das durch chemische Reaktionen in den Düngemittelverbindungen entsteht

2. Zusammensetzung der Rohstoffe

   Hochstickstoffhaltige Düngemittel auf Nitrat- oder Harnstoffbasis verklumpen leichter als sulfat- oder phosphatbasierte Produkte. Düngemittel mit Eisen(II)-Ionen neigen weniger zur Verklumpung. Stoffe wie Harnstoff und Ammoniumnitrat sind stark hygroskopisch. In Mischungen nehmen sie Feuchtigkeit auf, verflüssigen sich und kristallisieren im Lager zu Kristallbrücken aus – was Verklumpung fördert.

3. Physikalische Eigenschaften

   Düngemittel mit kleiner Korngröße und großer spezifischer Oberfläche neigen stärker zur Feuchtigkeitsaufnahme und Verklumpung. Produkte mit hoher Partikelfestigkeit und glatter Oberfläche sind weniger anfällig.

Verklumpungstendenz (absteigend):

• Einzeldünger:

  Ammoniumnitrat > Harnstoff > Ammoniumchlorid > Ammoniumsulfat > Diammoniumphosphat > Kaliumchlorid > Einfachsuperphosphat = Tripelsuperphosphat > Kaliumsulfat

• Mehrnährstoffdünger:

  Hochkonzentriertes NPK (N+P+K ≥ 30 %) > Standard-NPK (<30 %)

• Stickstoffform:

  Nitratbasiert > Harnstoffbasiert > Ammoniumchlorid-/Ammoniumsulfatbasiert

• Granulatform:

  Fein & staubig > groß & sauber; rau & unregelmäßig > glatt & rund

Externe Faktoren

1. Luftfeuchtigkeit

   Hohe Luftfeuchtigkeit erhöht den Wassergehalt der Düngemittelpartikel, senkt den Dampfdruck und fördert kapillare Kondensation – was die Verklumpung verstärkt.

2. Temperaturschwankungen

   Schwankungen im Lager führen zu wiederholten Lösungs- und Kristallisationszyklen, die Kristallbrücken fördern. Hohe Temperaturen senken zudem die kritische relative Luftfeuchtigkeit und steigern die Hygroskopizität.

3. Lagerdruck und -dauer

   Übermäßiges Stapeln erhöht die Kontaktfläche und das Risiko von Deformation – was die Verklumpung beschleunigt. Je länger gelagert wird, desto häufiger kommt es zur Rekristallisation und damit zu stärkerer Verklumpung.

Auswirkungen & Beispiele

Verklumpung beeinträchtigt nicht nur die Wirksamkeit des Düngemittels, sondern erschwert auch Lagerung, Transport und Ausbringung. So kann beispielsweise Ammoniumhydrogencarbonat, das bei 26–28 °C zehn Tage gelagert wird, bis zu 75,4 % seines Stickstoffs verlieren. In der mechanisierten Ausbringung können verklumpte Dünger Sprühdüsen verstopfen und die Effizienz stark reduzieren.

Wichtig: Es gibt auch falsche (reversible) Verklumpung

Nicht jede Klumpenbildung ist dauerhaft. Es gibt sogenannte falsche Verklumpung, bei der die Klumpenbildung rein physikalisch und reversibel ist.

Definition

Falsche Verklumpung beschreibt lose Klumpen, die durch statische Aufladung, kurzzeitige Feuchtigkeit oder leichten Druck entstehen und sich ohne Werkzeug leicht per Hand oder durch Vibration auflösen lassen.

Hauptursachen

1. Statische Aufladung

   Feine oder kleine Partikel (z. B. MAP) laden sich beim Transport elektrostatisch auf, was zur Agglomeration führt.

2. Kurzzeitige Feuchtigkeitsaufnahme

   Kurzzeitige Feuchtigkeit (z. B. Regenzeit) bewirkt leichte Oberflächenbenetzung, jedoch ohne Kristallbildung.

3. Leichter Druck

   Überfüllte Säcke oder Vibrationen während des Transports führen zu lockerer Verdichtung.

Charakteristika falscher Verklumpung

• Geringe Härte: mit leichtem Druck zerdrückbar

• Reversibilität: löst sich bei Belüftung oder leichtem Schütteln wieder auf

• Geringe Auswirkungen: kein Einfluss auf Nährstoffverteilung oder maschinelle Ausbringung

Behandlung

• Kein spezielles Vorgehen nötig: per Hand oder Werkzeug einfach auflösen

• Lagerung optimieren: bei temporärer Feuchteeinwirkung rasch in trockene Umgebung bringen, um echte Verklumpung zu verhindern

Schnellvergleich – echte vs. falsche Verklumpung

Merkmal	Echte Verklumpung	Falsche Verklumpung
Optik	Hart, kompakt, fest verbunden	Locker, sichtbare Zwischenräume
Haptik	Nicht von Hand zerdrückbar	Mit der Hand leicht zerdrückbar
Reaktion auf Trocknung	Bleibt hart	Zerfällt bei Trocknung/Vibration
Zustand nach Zerbrechen	Rau, teils kristallin	Glatt, intakte Körner

Lösungen zur Vermeidung echter Verklumpung

Prozessoptimierung

1. Rezepturdesign

   Auswahl von Rohstoffen mit hoher kritischer relativer Luftfeuchtigkeit, um Hygroskopizität des Systems zu reduzieren.

2. Trocknungskontrolle

   - Standard-NPK: ≤1,5 %

   - Hochstickstoffhaltiges NPK (mit Harnstoff oder Ammoniumnitrat): ≤1,0 %

   - Ideal: ≤0,5 %

3. Granulierverfahren

   Einheitliche Korngröße und glatte Oberfläche sicherstellen; feine Partikel und Unterkorn aussieben.

4. Verpackung & Lagerung

   Verwendung feuchtigkeitsdichter Säcke, Entgasungsverpackung, Begrenzung der Stapelhöhe, keine Langzeitlagerung im Freien

Einsatz von Antibackmitteln

Wirkprinzipien

• Kristallphasenhemmung: verhindert Kristallbrückenbildung

• Feuchtigkeitsregulierung: bindet externe oder verhindert interne Feuchtefreisetzung

• Oberflächenfilm: bildet schützende Barriere gegen Verklebung

Produktkategorien

Typ	Anwendungsbereich	Typische Produkte
Spezielle Antibackmittel	Einzeldünger (z. B. Phosphat, Stickstoff)	Phosphat-Antibackmittel
NPK-Antibackmittel	Hoch-N, nitratreiche NPK	Hochstickstoff-NPK-Antibackmittel
Wasserlösliche Düngemittel	Tropfbewässerung, Blattdüngung	Magnesiumsulfat (wasserfrei), Ammoniumsulfat, Borsäure

Bevorzugte Rohstoffe

Anorganische Antibackmittel wie Magnesiumsulfat und Borsäure sind weit verbreitet aufgrund ihrer guten Verfügbarkeit, niedrigen Kosten, Umweltverträglichkeit und Kompatibilität.Beispiel: Bei 30 °C liegt der Hygroskopizitätspunkt von reinem Ammoniumnitrat bei 59,4 %. Wird Ammoniumsulfat zugesetzt (Doppelsalz), steigt der Punkt auf 62,3 %.

Anwendungsmethode

Zugabe von 0,5–2 % des Düngemittelgewichts, gleichmäßig verteilt durch Mischer oder frequenzgeregelte Schneckenförderer. Geeignet für wasserlösliche Pulver und granulierte NPK-Dünger.

Unsere Produkte

Unser Unternehmen ist seit vielen Jahren auf Antibackmittel für Düngemittel spezialisiert. Wir beliefern weltweit Kunden mit hochreinen, niederschlagsarmen Produkten wie:

• Magnesiumsulfat (wasserfrei): Stark hygroskopisch, bildet isolierenden Film und unterdrückt Kristallbrücken

• Ammoniumsulfat: Hervorragend kompatibel mit ammoniumbasierten Düngern, stabilisiert durch Doppelsalzbildung

• Borsäure: Kombination aus Kristallphasenregulierung und Trocknungseffekt – ideal für metalionsensitive Formulierungen

Wir garantieren strenge Qualitätskontrollen und bieten maßgeschneiderte Korngrößen und Verpackungslösungen, um die Produktqualität und Wettbewerbsfähigkeit Ihrer Düngemittel zu stärken.