מכון ויצמן למדע - המחלקה להוראת המדעים - כימיה ותעשייה

דשנים וחומרים כימיים

חיפוש

דשנים וחומרים כימיים

מידע כללי

המפעל "דשנים וחומרים כימיים" הוקם בשנת 1946 במפרץ חיפה, בסמוך לבתי הזיקוק.
מטרתו הראשונית הייתה לייצר דשנים לצורכי החקלאות המתפתחת בארץ.

מדוע דשן?
ידוע לכל כי יש חשיבות עליונה ליכולת לאספקה עצמית של תוצרת חקלאית לאוכלוסיה כדי שלא להיות תלויים ביבוא מזון בסיסי. סיבה זו הביאה את קברניטי המדינה, עוד לפני הקמתה, למסקנה כי מפעל דשנים הוא הכרחי.
גידול האוכלוסייה בעולם והצורך בכמויות מזון הולכות וגדלות מחייבים ניצול מיטבי של הקרקע ושיפור של שיטות העיבוד החקלאי. שימוש מוגבר בקרקע עלול לגרום לדלדולה בחומרי הזנה הדרושים לצמח ולהתפתחות מזיקים ומחלות. תופעות אלו גורמות לירידה בכמות היבולים. על-מנת למנוע אותן משתמשים מצד אחד בדשנים כימיים ומצד שני בחומרי הדברה. כל אלו מגדילים את כמות היבולים ומשפרים את טיבם.
הדשנים מהווים למעשה חומרי הזנה לצמח והם חייבים להכיל תרכובות זמינות של חנקן, זרחן ואשלגן שהם יסודות הדרושים לצמח בכמויות גדולות יחסית.
בנוסף להם, דרושות לצמח כמויות קטנות של יסודות נוספים הנקראים בשם יסודות קורט.
תפקידם של יסודות אלו בצמח דומה לתפקיד הויטמינים בגוף האדם.

לא רק דשן...
מפעל דשנים תלוי מאד במצב החקלאות בארץ ובעולם. בשנים של שפל בחקלאות – יורדת צריכת הדשנים, ובעקבותיה כמובן גם ריוחיות המפעל.
על-מנת למנוע תלות מוחלטת זו בענף ייצור אחד בלבד - הרחיב המפעל את מגוון מוצריו לתחומים שונים.


מסיבה זו מייצרים כיום במפעל מוצרים רבים המיועדים לתעשיות שונות, כגון:

מוצרים ותהליכים

החומרים העיקריים המיוצרים במפעל בכמות גדולה הם:
חומצה חנקתית – משמשת כחומר גלם להפקת דשנים חנקניים, בתעשיית חומרי הנפץ ובתעשיית הצבעים והפלסטיקה.
החומצה החנקתית מיוצרת על-ידי חמצון אמוניה.
חומצה גפרתית – משמשת כחומר גלם להפקת דשנים שונים, בתעשיות הפלדה ומתכות אחרות, בתעשיות הצבעים, חומרי ניקוי, חומרי נפץ וסיביים סינתטיים.
מייצרים אותה על-ידי חמצון גופרית, וספיגת התחמוצת במים.
אוריאה – גם האוריאה משמשת כחומר דשן מצוין עשיר בחנקן, כתוספת מזון לבעלי חיים, וכן יש להם שימושים בתעשיות אחרות, כגון: בתעשיית הדבקים, הפולימרים, התרופות, ובתעשיית חומרי הנפץ. האוריאה מופקת מאמוניה ומפחמן דו-חמצני.
בנוסף לחומרים אלו מייצרים במפעל גם דשנים מוכנים, (כולל תערובות של דשנים) תמציות צמחים, ליקוריס ועוד...

בעיות ופתרונן...
חלק גדול מהבעיות במפעל מתמקד במיחזור החומרים, בחומרי המבנה מהם בנויים המתקנים ובזרזים בהם משתמשים.
מיחזור החומרים – חלק מחומרי הגלם בהם משתמשים יקר מאד וניצולת התגובות נמוכה.
לכן, חשוב מאד למחזר את חומרי הגלם שנשארו ולהשתמש בהם שוב.
חומרי מבנה – חלק מהתגובות כולל בתוכו חומצות חזקות היכולות לגרום לשיתוך של מתקנים וזרזים. כמו-כן, חלק מהתגובות מתבצע בלחצים וטמפרטורות גבוהים מאד. דבר זה מחייב שימוש בחומרי מבנה מתוחכמים ועמידים במיוחד, כגון: פלדות, סגסוגות מיוחדות, לבני סיליקה או חומרים פלסטיים מיוחדים.
זרזים – הזרזים הם חומרים המוספים למערכת ומגבירים את מהירות התגובה.
הסוג, האיכות ומבנה הזרזים הם אלו הקובעים את יעילות ורווחיות המתקנים. במפעל זה, הזרזים הם מתכות או סגסוגות של מתכות שעל שטח הפנים שלהם מבצעים את התגובה. הזרזים בדרך-כלל יקרים ומזדהמים בקלות ויש לחדשם מדי פעם – דבר המחייב עצירת העבודה במתקנים.

איכות הסביבה

במטרה לדאוג לבטיחות העובדים ולסביבה הקרובה נבנו במפעל מערכות ייצור שלא תפלוטנה לסביבה גזים רעילים, חלקיקי מוצקים ואבק, ושפכים נוזליים ברי סיכון.
רעילות החומרים והסכנות הכרוכות בהם נלקחים בחשבון בכל שלבי הייצור, האחסון, ההובלה והשימוש בהם. הבעיות המיוחדות לכל חומר נחקרות, ומותאמות לו שיטות טיפול. כמו- כן מותאמים חומרי מבנה למתקני הייצור השונים כך שהשיתוך יהיה מינימלי.
דאגה לבטיחות משמעותה ציוד מגן לעובדים (כובעים, משקפיים מיוחדים, כפפות), הכנת שלטי התראה, הצבת ציוד וחומרים מנטרלים למקרה של תקלה ואמצעי כיבוי אש ליד כל מתקן.
לשם כך הוקמו מערכות בקרה, ניטור והתראה משוכללות שתפקידן להתריע מיידית במקרה של דליפת חומרים רעילים ממתקני הייצור, וזאת כדי למנוע זיהום אוויר ואסונות אחרים בסביבת המפעל. סילוק וטיפול בפסולת הרעילה הנוצרת במתקנים גם הם חלק חשוב בכל תהליך ייצור ועלותם מהווה חלק חשוב בתחשיבי עלויות הייצור שכן אסור לשפוך אותם לביוב או לקרקע על-מנת שלא יזהמו את מי-התהום אלא מוצאים להם פתרונות סילוק אחרים.
גם הובלת החומרים למפעלים אחרים או למרכזי השיווק מהווה בעיה בפני עצמה. נמצאו דרכים בטוחות ואריזות מתאימות לכל חומר על-מנת למנוע שיתוך ודליפות בדרך. כל מיכל המכיל חומר כימי מסוכן מסומן בשילוט אזהרה בהתאם לתקנים בינלאומיים ומצורף לו כרטיס פעולות חירום במקרה של תקלה. כרטיס זה צמוד גם לכל אדם המטפל בחומרים מסוכנים במפעל או בהובלה.
לכל חומר המשווק ללקוח מצורף כרטיס מידע (הנקרא בלועזית MSDS) ובו מפורטים דרכי השימוש המתאימים לו, הסכנות ודרכי הטיפול במקרה של תקלה.
במפעל פועלת גם מחלקת הדרכה המכשירה ומלמדת את העובדים והנהגים לעבוד עם חומרים מסוכנים.


שילוב בתוכנית הלימודים

חימצון-חיזור: הפקת חומצה חנקתית.
הפקת חומצה גפרתית.
חומצות ובסיסים: הפקת דשנים מחומצות.
שיווי משקל: שיקולים לקביעת תנאי תגובות.
אנרגיה כימית: ניצול אנרגיה באמצעות מחליפי חום.
תעשיה כימית

חומרי למידה

1. הספר "הכימיה אתגר- תעשיית האמוניה" / רות בן-צבי ויהודית זילברשטיין.
ניתן לרכשו בחנויות הספרים או אצל גסטליט.
2. "לא על הדשן לבדו- סיפורו של מפעל "חיפה כימיקלים" / מירי קסנר
ניתן לרכשו בחנויות הספרים או אצל גסטליט.
3. סרט לימודי: "לא על הדשן לבדו- תעשיית הדשנים בישראל".
ניתן לרכשו אצל גסטליט.


שתף את הפוסט
}
צור קשר
  • מכון ויצמן למדע
  • המחלקה להוראת המדעים - כימיה ותעשייה
  • הרצל 234
  • רחובות
השאירו לנו הודעה

עיצוב: לירן פתימר תכנות: אייל קרפל
מכון ויצמן למדע כל הזכויות שמורות © 2016.