專利名稱：一種海藻多糖改性尿素及其制備方法
技術領域：
本發明屬于尿素生產技術改進領域。具體而言，本發明涉及一種海藻多糖改性尿素及其制備方法。
背景技術：
尿素又名碳酰二胺、碳酰胺，是由碳、氮、氧和氫組成的有機化合物，又稱為脲(與尿同音)。其化學公式為CON2H4XO(NH2)2或CN2H4O,國際非專利藥品名稱為Carbamide。尿素在哺乳類動物的肝合成，是哺乳類動物排出的體內含氮代謝物，該代謝過程稱為尿素循環。尿素的外觀通常為白色晶體或粉末，是第一種以人工合成無機物質而得到的有機化合物。尿素一般用作植物的氮肥，是氮肥中含氮量最高的肥料，屬中性速效肥料。尿素為有機態氮肥，在施入土壤中后，一小部分以分子態溶于土壤溶液中，通過氫鍵作用被土壤吸附，其他大部分在脲酶的作用下水解成碳酸銨或碳酸氫銨，進而生成碳酸氫和氫氧化銨。然 后NH4+能被植物吸收和土壤膠體吸附，NC03_也能被植物吸收，因此尿素施入土壤后不殘留任何有害成分。另外，尿素中含有的縮二脲也能在脲酶的作用下分解成氨和碳酸。尿素在土壤中的轉化受土壤pH、溫度和水分的影響，在土壤呈中性反應，水分適當時土壤溫度越高，轉化越快；當土壤溫度10°C時尿素完全轉化成銨態氮需7至10天，當20°C需4至5天，當30°C需2至3天即可。尿素水解后生成銨態氮，表施會引起氨的揮發，尤其是堿性或堿性土壤上更為嚴重，因此在施用尿素時應深施覆土，水田要深施到還原層。然而，尿素雖然作為作物氮源得到了廣泛使用，但尿素的利用率低，每年有千萬噸尿素流失。此外，我國尿素生產裝置采用的工藝主要有水溶液全循環法、二氧化碳汽提法和氨汽提法三種。水溶液全循環法工藝落后，消耗較高，二氧化碳汽提法和氨汽提法具有一定的優勢，但同時也存在高壓圈設備和水解塔容易腐蝕的缺陷。尿素生產還采用改進型二氧化碳汽提工藝進行，此工藝由于設備臺數少，比氨汽提工藝節省投資15%左右。綜上，目前本領域還存在對于作用效果得到改進的新型尿素類肥料的需求。

發明內容
針對上述問題，本發明的一個目的為提供一種海藻多糖改性尿素。本發明的另一個目的是提供該海藻多糖改性尿素的制備方法。用于實現上述目的的技術方案如下一方面，本發明提供一種海藻多糖改性尿素，所述海藻多糖改性尿素包含下述重量百分比范圍的組分海藻提取物0. 1-1. 2%，古羅甘露聚多糖0. 015-0. 18%，巖藻多糖0. 002-0. 017%，海藻活性物 0. 0001-0. 0015%，海藻抗生物 0. 0001-0. 0015%，尿素 98. 6-99. 7%。優選地，所述海藻多糖改性尿素包含下述重量百分比范圍的組分海藻提取物0. 5-1. 2%，古羅甘露聚多糖0. 08-0. 15%，巖藻多糖0. 008-0. 015%，海藻活性物 0. 0008-0. 0015%，海藻抗生物 0. 0008-0. 0015%，尿素 98. 7-99. 4%。經采用尿素國家標準檢測(GB-T 2441. 1_2001)測定，該海藻多糖改性尿素的含氮量為46. 01-46. 53% (重量百分比)。此外，所述海藻多糖改性尿素的含水量為0. 5-1% (重量百分比)。其中，該海藻提取物通過以下步驟制備I)將海藻粉碎至I X 1-4X4cm，或者直接采用海藻粉末；2)制備纖維素酶和果膠酶的復合酶水溶液，其中纖維素酶濃度為0. 1-1% (重量百分比)，果膠酶濃度為0. 1%-1% (重量百分比)；并且纖維素酶的酶活單位優選為4萬u/kg，果膠酶的酶活單位優選為5萬u/kg。3)將步驟I)獲得的經粉碎的海藻或海藻粉末與步驟2)獲得的復合酶水溶液按照重量比1:3-1:11形成混合物，調整pH值7. 5-8. 5，在攪拌和35-55°C下酶解1_6小時；在此步驟中，復合酶體系將海藻的纖維素及細胞壁酶解； 4)在步驟3)獲得的酶解液中加入堿性蛋白酶，其中堿性蛋白酶與酶解液按照重量比1:200-1:500，在攪拌和35-55°C下酶解1_6小時；在此步驟中，堿性蛋白酶將海藻中的粗蛋白酶解成小分子多肽；以及5)使步驟4)獲得的混合物冷卻至常溫，3000-4000轉/min離心30分鐘，取上清液即得。其中，該海藻活性物通過以下步驟制備I)將海藻粉碎至I X 1-4X4cm，或者直接采用海藻粉末；2)制備重量百分比為30%_40%的乙醇水溶液；3)將步驟I)獲得的經粉碎的海藻或海藻粉末與步驟2)獲得的乙醇水溶液按照重量比1:6-1:11形成混合物，在攪拌和50-65°C下萃取1-6小時；以及4)使步驟3)獲得的混合物冷卻至常溫，3000-4000轉/min離心30分鐘，取上清液即得。其中，該海藻抗生物通過以下步驟制備I)將海藻粉碎至I X 1-4X4cm，或者直接采用海藻粉末；2)制備重量百分比為80%_90%的乙酸乙酯水溶液；3)將步驟I)獲得的經粉碎的海藻或海藻粉末與步驟2)獲得的乙酸乙酯水溶液按照重量比1:8-1:11形成混合物，在攪拌和40-55 °C下萃取1-6小時；4)使步驟3)獲得的混合物冷卻至常溫，3000-4000轉/min離心30分鐘，取上清液即得；以及5)使步驟4)獲得的上清液，在溫度40_55°C下進行真空濃縮，濃縮至原體積的十分之一。其中本文采用的海藻為天然野生或人工養殖的褐藻。優選地，該海藻選自淡干海帶、干馬尾藻和干裙帶菜中的一種或多種。進一步優選地，所述海藻為淡干海帶、干馬尾藻和干裙帶菜中的一種或多種的粉末。另一方面，本發明提供上述海藻多糖改性尿素的制備方法，該方法包括將所述海藻提取物、古羅甘露聚多糖、巖藻多糖、海藻活性物、海藻抗生物與尿素混合均勻，然后加熱得到的混合物，從而使海藻提取物、古羅甘露聚多糖、巖藻多糖、海藻活性物和海藻抗生物與尿素發生縮合反應，以形成分子網狀結構，之后造粒。其中，所述縮合反應為海藻提取物、古羅甘露聚多糖、巖藻多糖、海藻活性物和海藻抗生物這些海藻多糖物質包含的羧基、羥基與尿素含有的羰基之間進行縮合，從而形成海藻酰脲。其中，優選地，所述加熱包括將得到的混合物加熱至120-160°C并保持1-3個小時；進一步優選地，所述加熱包括將得到的混合物加熱至130-140°C并保持I. 5-2. 5個小時。優選地，所述造粒為改進型二氧化碳汽提工藝高塔造粒。并且，經造粒，使所述海藻多糖改性尿素的含水量為0. 5-1% (重量百分比)。以下是本發明的詳細描述本發明所提供的海藻多糖改性尿素，屬于尿素生產技術改進領域。它以天然野生或人工養殖海藻經處理用其有效成分，與古羅甘露聚多糖、巖藻多糖、海藻活性物、海藻抗生物、熔融尿素溶液通過改進型二氧化碳汽提工藝高塔造粒而成。各組分的重量百分比為海藻提取物0. 1-1. 2%，古羅甘露聚多糖0. 015-0. 18%，巖藻多糖0. 002-0. 017%，海藻活性物0. 0001-0. 0015%，海藻抗生物 0. 0001-0. 0015%，尿素 98. 6-99. 7%，含氮量 46. 01-46. 53%。 此海藻多糖改性尿素中各組份的有效成分分別為采用的海藻提取物經特定步驟處理，其中的活性物質可以高達5%，不但能夠提供植物所需的鉀，同時具有防病、驅蟲、增產的功效；古羅甘露聚多糖可占0. 18%，該古羅甘露聚多糖對土壤中的重金屬有鈍化作用，阻止作物對重金屬離子的吸收，具有較強的保水、保肥作用，并且延長肥效；巖藻多糖可占0. 017%，能夠很好地提高作物的自身免疫力，從而降低發病率；尿素是一種高濃度氮肥，屬中性速效肥料，能夠調節花量、疏花疏果、防治蟲害，還可用作水稻制種。并且，與現有技術相比，本發明的海藻多糖改性尿素還具有以下技術效果本發明的海藻多糖改性尿素為采用特定制備方法制備而得。其中，海藻多糖物質(海藻提取物+古羅甘露聚多糖+巖藻多糖+海藻活性物+海藻抗生物)與尿素通過縮合反應形成海藻酰脲，以形成分子網狀結構。根據縮合程度不同，可以產生不同的效果當海藻多糖物質占海藻多糖改性尿素的0. 5%以下時，能夠對尿素起到增效作用，增效率15-20% ；當海藻多糖物質占0. 5-1. 2%時，能夠起到緩控釋作用，能夠對尿素肥效延長20-30天。此外，本肥不但能夠提供作物所需的氮，而且能夠改良土壤，提高土壤團粒結構、消除板結，能夠起一定的保肥緩釋作用，延長尿素的肥效增強作物的吸收率，從而提高農作物、瓜果、蔬菜的產量和品質。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明進行進一步的詳細描述，給出的實施例僅為了闡明本發明，而不是為了限制本發明的范圍。下述實施例中的實驗方法，如無特殊說明，均為常規方法。下述實施例中所用的試驗材料，如無特殊說明，均為常規商店購買得到。實施例I :原料名稱重量百分比(％)原料名稱重量百分比(％)海藻提取物0.5古羅甘露聚多糖0.1
巖藻多糖 0.01海藻活性物0.001海藻抗生物 0.001尿素99.388
原料海藻提取物獲得方法I)將海藻原料粉碎至I X Icm ;2)向997公斤水中加入纖維素酶2公斤和果膠酶I公斤；3)向步驟I)獲得的海藻200公斤加入步驟2)獲得的復合酶溶液1000公斤形成混合物，調整PH值7. 8，在攪拌和45°C下酶解4小時；4)在步驟3)獲得的1000公斤酶解液中加入2公斤堿性蛋白酶，在攪拌和50°C下酶解3小時；5)使步驟4)獲得的混合物冷卻至常溫，離心，上清液留作備用。

原料海藻活性物獲得方法I)將海藻粉碎至I X 1-4X4cm，或者直接采用海藻粉末；2)制備30%的乙醇水溶液(重量百分比)；3)將步驟I)獲得的經粉碎的海藻200公斤與步驟2)獲得的乙醇溶液1400公斤形成混合物，在攪拌和55°C下萃取3小時；4)使步驟3)獲得的混合物冷卻至常溫，3500轉/min離心30分鐘，取上清液即得。原料海藻抗生素獲得方法I)將海藻粉碎至I X 1-4X4cm，或者直接采用海藻粉末；2)制備80%的乙酸乙酯水溶液(重量百分比)；3)將步驟I)獲得的經粉碎的海藻200公斤與步驟2)獲得的乙酸乙酯水溶液1800公斤形成混合物，在攪拌和45°C下萃取4小時；4)使步驟3)獲得的混合物冷卻至常溫，3000轉/min離心30分鐘，取上清液即得;5)使步驟4)獲得的上清液，在溫度45°C下進行真空濃縮，濃縮至原體積的十分之
o海藻多糖改性尿素的制備將海藻提取物5公斤、古羅甘露聚多糖I公斤、巖藻多糖0. I公斤、海藻活性物0. 01公斤、海藻抗生物0. 01公斤、熔融尿素993. 88公斤混合均勻，然后將得到的混合物加熱至135°C并保持2. 5小時，使海藻多糖物質與尿素縮合形成海藻酰脲，從而形成有機分子網狀結構。縮合反應后，通過改進型二氧化碳汽提工藝高塔造粒而成。實施例2 原料名稱重量百分比(％)原料名稱重量百分比(％)海藻提取物0.8古羅甘露聚多糖0.15巖藻多糖 0. 015海藻活性物0. 0015海藻抗生物 0.0015尿素99.032原料海藻提取物獲得方法I)將海藻原料粉碎至2 X 2cm ;2)向997公斤水中加入纖維素酶I公斤和果膠酶2公斤；3)向步驟I)獲得的海藻200公斤加入步驟2)獲得的復合酶溶液1000公斤形成混合物，調整pH值7. 9，在攪拌和45°C下酶解3小時；4)在步驟3)獲得的1000公斤酶解液中加入3公斤堿性蛋白酶，在攪拌和50°C下酶解3小時；5)使步驟4)獲得的混合物冷卻至常溫，離心，上清液留作備用。原料海藻活性物獲得方法I)將海藻粉碎至I X 1-4X4cm，或者直接采用海藻粉末；2 )制備40%的乙醇水溶液(重量百分比)；3)將步驟I)獲得的經粉碎的海藻200公斤與步驟2)獲得的乙醇溶液1600公斤形成混合物，在攪拌和50°C下萃取5小時；4)使步驟3)獲得的混合物冷卻至常溫，4000轉/min離心30分鐘，取上清液即得。 原料海藻抗生素獲得方法I)將海藻粉碎至I X 1-4X4cm，或者直接采用海藻粉末；2)制備90%的乙酸乙酯水溶液(重量百分比)；3)將步驟I)獲得的經粉碎的海藻200公斤與步驟2)獲得的乙酸乙酯水溶液2000公斤形成混合物，在攪拌和50°C下萃取3小時；4)使步驟3)獲得的混合物冷卻至常溫，4000轉/min離心30分鐘，取上清液即得;5)使步驟4)獲得的上清液，在溫度40°C下進行真空濃縮，濃縮至原體積的十分之
o海藻多糖改性尿素的制備將海藻提取物8公斤、古羅甘露聚多糖I. 5公斤、巖藻多糖0. 15公斤、海藻活性物0. 015公斤、海藻抗生物0. 015公斤、熔融尿素990. 32公斤混合均勻，然后將得到的混合物加熱至140°C并保持I. 5小時，使海藻多糖物質與尿素縮合形成海藻酰脲，從而形成有機分子網狀結構?？s合反應后，通過改進型二氧化碳汽提工藝高塔造粒而成。實施例3 原料名稱重量百分比(％)原料名稱重量百分比(％)海藻提取物I. 2古羅甘露聚多糖0. 08巖藻多糖 0. 008海藻活性物0. 0008海藻抗生物 0.0008尿素98.71原料海藻提取物獲得方法I)將海藻原料粉碎至3 X 3cm ；2)向996公斤水中加入纖維素酶2公斤和果膠酶2公斤；3)向步驟I)獲得的海藻200公斤加入步驟2)獲得的復合酶溶液1000公斤形成混合物，調整PH值8. 0，在攪拌和45°C下酶解5小時；4)在步驟3)獲得的1000公斤酶解液中加入4公斤堿性蛋白酶，在攪拌下和50°C，酶解4小時；5)使步驟4)獲得的混合物冷卻至常溫，離心，上清液留作備用。原料海藻活性物獲得方法I)將海藻粉碎至I X 1-4X4cm，或者直接采用海藻粉末；
2)制備35%的乙醇水溶液(重量百分比)；3)將步驟I)獲得的經粉碎的海藻200公斤與步驟2)獲得的乙醇溶液1800公斤形成混合物，在攪拌和60°C下萃取6小時；4)使步驟3)獲得的混合物冷卻至常溫，4000轉/min離心30分鐘，取上清液即得。原料海藻抗生素獲得方法I)將海藻粉碎至I X 1-4X4cm，或者直接采用海藻粉末；2)制備85%的乙酸乙酯水溶液(重量百分比)；3)將步驟I)獲得的經粉碎的海藻200公斤與步驟2)獲得的乙酸乙酯溶液2200公斤形成混合物，在攪拌和45°C下萃取5小時；4)使步驟3)獲得的混合物冷卻至常溫，4000轉/min離心30分鐘，取上清液即得; 5)使步驟4)獲得的上清液，在溫度45°C下進行真空濃縮，濃縮至原體積的十分之
o海藻多糖改性尿素的制備將海藻提取物12公斤、古羅甘露聚多糖0. 8公斤、巖藻多糖0. 08公斤、海藻活性物0. 08公斤、海藻抗生物0. 008公斤、熔融尿素987. I公斤混合均勻，然后將得到的混合物加熱至130°C并保持2小時，使海藻多糖物質與尿素縮合形成海藻酰脲，從而形成有機分子網狀結構?？s合反應后，通過改進型二氧化碳汽提工藝高塔造粒而成。實施例4 :本發明海藻多糖改件尿素的效果驗證以水稻為試驗作物，驗證了本發明的肥料效果。I、試驗設計和測定試驗作物水稻，基本情況見下表I。表I試驗作物基本情況
權利要求
1.一種海藻多糖改性尿素，其特征在于，所述海藻多糖改性尿素包含下述重量百分比范圍的組分 海藻提取物0. 1-1. 2%，古羅甘露聚多糖0. 015-0. 18%，巖藻多糖0. 002-0. 017%，海藻活性物 0. 0001-0. 0015%，海藻抗生物 0. 0001-0. 0015%，尿素 98. 6-99. 7%。
2.根據權利要求I所述的海藻多糖改性尿素，其特征在于，所述海藻多糖改性尿素包含下述重量百分比范圍的組分 海藻提取物0. 5-1. 2%，古羅甘露聚多糖0. 08-0. 15%，巖藻多糖0. 008-0. 015%,海藻活性物 0. 0008-0. 0015%，海藻抗生物 0. 0008-0. 0015%，尿素 98. 7-99. 4% ； 進一步優選地，所述海藻多糖改性尿素的含水量為0. 5-1%。
3.根據權利要求I或2所述的海藻多糖改性尿素，其特征在于，所述海藻提取物通過以下步驟制備 1)將海藻粉碎至IX1-4X4cm,或者直接采用海藻粉末； 2)制備纖維素酶和果膠酶的復合酶水溶液，其中纖維素酶濃度為0.1_1%，果膠酶濃度為 0. 1%-1% ； 3)將步驟I)獲得的經粉碎的海藻或海藻粉末與步驟2)獲得的復合酶溶液按照1:3-1:11的重量比形成混合物，調整其pH值為7. 5-8. 5，在攪拌和35-55°C下酶解1_6小時； 4)向步驟3)獲得的酶解液中加入堿性蛋白酶，其中堿性蛋白酶與酶解液的重量比為1:200-1:500，然后在攪拌和35-55°C下酶解1_6小時；以及 5)使步驟4)獲得的混合物冷卻至常溫，3000-4000轉/min離心30分鐘，取上清液即得。
4.根據權利要求3所述的海藻多糖改性尿素，其特征在于，所述步驟(2)中纖維素酶的酶活單位為4萬u/kg，果膠酶的酶活單位為5萬u/kg。
5.根據權利要求I至4中任一項所述的海藻多糖改性尿素，其特征在于，所述海藻活性物通過以下步驟制備 1)將海藻粉碎至IX1-4X4cm,或者直接采用海藻粉末； 2)制備重量百分比為30%-40%的乙醇水溶液； 3)將步驟I)獲得的經粉碎的海藻或海藻粉末與步驟2)獲得的乙醇水溶液按照重量比1:6-1:11形成混合物，在攪拌和50-65°C下萃取1-6小時；以及 4)使步驟3)獲得的混合物冷卻至常溫，3000-4000轉/min離心30分鐘，取上清液即得。
6.根據權利要求I至5中任一項所述的海藻多糖改性尿素，其特征在于，所述海藻抗生物通過以下步驟制備 1)將海藻粉碎至IX1-4X4cm,或者直接采用海藻粉末； 2)制備重量百分比為80%-90%的乙酸乙酯水溶液； 3)將步驟I)獲得的經粉碎的海藻或海藻粉末與步驟2)獲得的乙酸乙酯水溶液按照重量比1:8-1:11形成混合物，在攪拌和40-55°C下萃取1-6小時； 4)使步驟3)獲得的混合物冷卻至常溫，3000-4000轉/min離心30分鐘，取上清液即得；以及5)使步驟4)獲得的上清液在溫度40-55°C下進行真空濃縮，濃縮至原體積的十分之 o
7.根據權利要求I至6中任一項所述的海藻多糖改性尿素，其特征在于，所述海藻為天然野生或人工養殖的褐藻； 優選地，所述海藻選自淡干海帶、干馬尾藻和干裙帶菜中的一種或多種； 進一步優選地，所述海藻為淡干海帶、干馬尾藻和干裙帶菜中的一種或多種的粉末。
8.根據權利要求I至7中任一項所述的海藻多糖改性尿素的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括將所述海藻提取物、古羅甘露聚多糖、巖藻多糖、海藻活性物、海藻抗生物與尿素混合均勻，然后加熱得到的混合物，從而使海藻提取物、古羅甘露聚多糖、巖藻多糖、海藻活性物和海藻抗生物與尿素發生發生縮合反應，以形成分子網狀結構，之后造粒。
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述加熱包括將得到的混合物加熱至120-160°C并保持1-3個小時； 優選地，所述加熱包括將得到的混合物加熱至130-140°C并保持I. 5-2. 5個小時。
10.根據權利要求8或9所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括經造粒，使所述海藻多糖改性尿素的含水量為0. 5-1%。
全文摘要
本發明提供了一種海藻多糖改性尿素，所述海藻多糖改性尿素包含下述重量百分比范圍的組分海藻提取物0.1-1.2%，古羅甘露聚多糖0.015-0.18%，巖藻多糖0.002-0.017%，海藻活性物0.0001-0.0015%，海藻抗生物0.0001-0.0015%，尿素98.6-99.7%，含氮量46.01-46.53%。此外，本發明還提供了該海藻多糖改性尿素的制備方法。本發明提供的海藻多糖改性尿素不但能夠提供作物所需的氮，而且能夠改良土壤，提高土壤團粒結構、消除板結，能夠起一定的保肥緩釋作用，延長尿素的肥效增強作物的吸收率，從而提高農作物、瓜果、蔬菜的產量和品質。
文檔編號C05G3/04GK102765999SQ20121026079
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者嚴國富, 湯潔, 王為璋 申請人:北京雷力農用化學有限公司