一種生物質(zhì)包膜控釋肥的生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)包膜控釋肥的生產(chǎn)方法，屬于肥料制造【技術(shù)領(lǐng)域】。具體包括包膜劑的制備和顆粒肥料的包膜。包膜劑以價廉易得的植物蛋白粉為原料，通過酰化以及交聯(lián)等技術(shù)對其進(jìn)行改性，制備可降解的生物質(zhì)控釋包膜材料，將其應(yīng)用于顆粒肥料的包膜上，制備出價格較低、環(huán)境友好的控釋肥料。該方法具有生產(chǎn)工藝簡單、操作靈活、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，所生產(chǎn)的產(chǎn)品對人畜無害，能夠生物降解，不會對環(huán)境造成危害。本發(fā)明既提供了一種生產(chǎn)包膜控釋肥的新方法，同時也為糧食作物的綜合利用提供了新的途徑。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)包膜控釋肥的生產(chǎn)方法，屬于肥料制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉 及到的是以顆粒肥料為原料制造生物質(zhì)包膜肥的技術(shù)方法。 一種生物質(zhì)包膜控釋肥的生產(chǎn)方法

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人口的增加，耕地面積的相對減少，增施化肥是目前糧食和果蔬增產(chǎn)的重要 手段。然而，普通化肥大多是水溶性的，直接施入土壤后，容易流失、分解或被固定，使養(yǎng)分 利用率降低，而且在生產(chǎn)和使用過程中會帶來很大的環(huán)境問題。因此，如何把肥料應(yīng)用與農(nóng) 作物產(chǎn)品的產(chǎn)量、品質(zhì)以及環(huán)境保護(hù)有機(jī)地結(jié)合起來，已經(jīng)成為肥料領(lǐng)域研究中特別關(guān)注 的問題。
[0003] 控釋肥料的出現(xiàn)為解決這個問題開辟了新途徑，控釋肥料是指以各種調(diào)控機(jī)制預(yù) 先設(shè)定肥料中養(yǎng)分在作物生長季節(jié)的釋放模式（釋放率和釋放時間）使其與作物吸收養(yǎng)分 的規(guī)律相一致的肥料。它是通過外表包膜的方式把水溶性肥料包在膜內(nèi)，通過膜上的微孔 控制膜內(nèi)養(yǎng)分?jǐn)U散到膜外的速率。控釋肥養(yǎng)分的釋放不受土壤PH值、微生物以及其它鹽分 離子的影響，只與土壤溫度和膜的厚度有關(guān)。控釋肥在農(nóng)田施用過程中，養(yǎng)分釋放模式與作 物生長過程中對營養(yǎng)元素需求規(guī)律相匹配，從而提高肥料利用率，從根本上降低現(xiàn)有肥料 生產(chǎn)和使用上的不足，是環(huán)保型肥料主要的實(shí)現(xiàn)途徑和手段。
[0004] 目前，國內(nèi)外控釋肥料多是以包膜方法生產(chǎn)的。這類肥料所用膜材料主要是以高 分子聚合物樹脂為基本原料，生產(chǎn)時將其用化學(xué)溶劑溶解，有時還會添加有機(jī)粘結(jié)劑，然后 通過流化床包膜塔噴涂到常規(guī)肥料顆粒上，干燥成膜，制得控釋肥料產(chǎn)品。這類包膜劑主要 成分是石化產(chǎn)品，難于溶解，需要有機(jī)溶劑參與成膜；同時這種控釋肥料長期使用，包膜材 料會在土壤中富集，進(jìn)而污染土壤；在生產(chǎn)過程中因?yàn)橛袡C(jī)溶劑有刺激性氣味甚至對身體 有害，對工作環(huán)境及設(shè)備密封性相對要求高。因此，市場上的包膜控釋肥料從生產(chǎn)過程到實(shí) 際應(yīng)用都有不足，無法完全實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好的目標(biāo)。另一方面，以樹脂為材料的包膜肥料，雖 然具有很好的養(yǎng)分釋放功能，但成本較高，難以在農(nóng)業(yè)上大面積推廣。因此，研究開發(fā)土壤 污染小、可降解、且價格實(shí)惠的肥料包膜劑越來越受到重視，成為緩控釋肥料研究的又一熱 點(diǎn)。
[0005] 植物蛋白粉是價格低廉的生物質(zhì)材料，具有儲量豐富、可再生的優(yōu)點(diǎn)，并且分子中 含有大量可參與化學(xué)反應(yīng)的活性基團(tuán)，本發(fā)明通過酰化以及交聯(lián)等技術(shù)對其進(jìn)行改性，制 備可降解的生物質(zhì)控釋包膜材料，將其應(yīng)用于顆粒肥料的包膜上，制備出價格較低、環(huán)境友 好的控釋肥料。該方法具有生產(chǎn)工藝簡單、操作靈活、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，所生產(chǎn)的產(chǎn)品對 人畜無害，能夠生物降解，不會對環(huán)境造成危害。本發(fā)明既提供了一種生產(chǎn)包膜控釋肥的新 方法，同時也為糧食作物的綜合利用提供了新的途徑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是以顆粒肥料為原料，將顆粒肥料加入到流化床包膜機(jī)中，同時在 流化床包膜機(jī)中將制備好的包膜劑按一定比例對顆粒肥料包膜，再經(jīng)冷卻、篩分制得成品。
[0007] 本發(fā)明是通過以下方法進(jìn)行生物質(zhì)包膜控釋肥料生產(chǎn)的：
[0008] (1)包膜劑的制備：在反應(yīng)釜中加入水，在80?250r/min的攪拌速度下緩慢加入 植物蛋白粉，攪拌成均勻的植物蛋白粉漿液，再加入酸度調(diào)節(jié)劑使溶液PH值維持在6?12 的范圍內(nèi)，繼續(xù)攪拌30min?4h后，將反應(yīng)體系溫度升至30°C?80°C，加入有機(jī)改性劑和 交聯(lián)劑，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)lOmin?5h，最后依次加入防腐劑和抗水劑，攪拌均勻即可；
[0009] (2)顆粒肥料的包膜：將定量的顆粒肥料加入到流化床包膜機(jī)中，控制流化床包 膜溫度為60?120°C，控制進(jìn)口風(fēng)壓，將包膜劑按比例噴入到顆粒肥料上進(jìn)行包膜，包膜后 經(jīng)冷卻篩分，合格顆粒經(jīng)包裝即得成品。
[0010] 本發(fā)明中包膜劑用量為物料總質(zhì)量的〇. 5?10%，包膜劑各組分配比均為質(zhì)量分 數(shù)，配比范圍如下：水100?200份、植物蛋白粉50?80份、酸度調(diào)節(jié)劑5?20份、有機(jī)改 性劑0. 2?15份、交聯(lián)劑0. 1?10份、防腐劑0. 2?10份、抗水劑10?30份。
[0011] 本發(fā)明中所述的植物蛋白粉為脫脂大豆粉、大豆分離蛋白、大豆?jié)饪s蛋白、脫脂花 生粉、谷朊粉、小麥蛋白粉、脫脂菜子粉、脫脂棉籽粉中的一種或幾種的混合物，植物蛋白粉 的蛋白質(zhì)含量不得低于50wt% (重量含量）；所述的酸度調(diào)節(jié)劑為檸檬酸、硼酸、磷酸、氫 氧化鈉、磷酸氫二鈉、氫氧化銨、氫氧化鈣中的一種或幾種的混合物；所述的改性劑為乙酸 酐、丁二酸酐、乙二胺四乙酸二酐、壬烯琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐中的一種或幾種的混 合物；所述的交聯(lián)劑為戊二醛、乙酸酐、乙二醛中的一種或幾種的混合物；所述的防腐劑為 丙酸鈣、雙乙酸鈉、山梨酸、山梨酸鉀、脫氧乙酸、脫氧乙酸鈉中的一種或幾種的混合物；所 述的抗水劑為膨潤土、高嶺土、硅藻土、碳酸鈣、二氧化硅中的一種或幾種的混合物。
[0012] 本發(fā)明中所述的顆粒肥料可以是顆粒尿素、顆粒鉀肥、顆粒磷肥、顆粒復(fù)混肥、顆 粒中微量元素肥料中的一種或幾種的混合物，氮、五氧化二磷、氧化鉀含量可以根據(jù)配方要 求確定。氮、五氧化二磷、氧化鉀含量總和一般控制在20?50%。
[0013] 本發(fā)明制得的生物質(zhì)包膜控釋肥的粒徑在1?4. 75mm。在實(shí)際生產(chǎn)中，也可按照 產(chǎn)品粒徑要求確定其范圍。
[0014] 本發(fā)明在包膜過程中包膜劑使用量為物料總質(zhì)量的0. 5?10%，包膜劑的使用量 和產(chǎn)品的控釋期有關(guān)，包膜劑的使用量越多，所得產(chǎn)品的控釋期越長。
[0015] 本發(fā)明在生產(chǎn)過程中粒徑較大的不合格粒子一般控制在5%以內(nèi)，可送回生產(chǎn)車 間進(jìn)行加工再處理。
[0016] 本發(fā)明工藝技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0017] 1、本發(fā)明找到一種利用生物質(zhì)包膜顆粒肥料的新方法，利用該工藝生產(chǎn)生物質(zhì)包 膜控釋肥料并用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)未見報道，同時也為糧食作物的綜合利用提供了新途徑。
[0018] 2、本發(fā)明生產(chǎn)的生物質(zhì)控釋肥料，對人畜無害，能夠生物降解，不會對環(huán)境造成危 害，養(yǎng)分控制釋放，控釋期可達(dá)3?18個月。
[0019] 3、本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)氮、磷、鉀以及中微量元素的控釋，克服了大多數(shù)包膜控釋肥料只 注重氮肥控釋的缺點(diǎn)。
[0020] 4、本發(fā)明工藝具有生產(chǎn)工藝簡單、操作方便、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。因此本發(fā)明在生 產(chǎn)工藝和經(jīng)濟(jì)上均有較大優(yōu)勢。
【權(quán)利要求】
1. 一種生物質(zhì)包膜控釋肥的生產(chǎn)方法，其特征在于該方法為： (1)包膜劑用量為物料總質(zhì)量的0. 5?10%，包膜劑各組分配比均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，配比范 圍如下：水100?200份、植物蛋白粉50?80份、酸度調(diào)節(jié)劑5?20份、有機(jī)改性劑0. 2? 15份、交聯(lián)劑0. 1?10份、防腐劑0. 2?10份、抗水劑10?30份； ⑵包膜劑的制備：在反應(yīng)釜中加入水，在80?250r/min的攪拌速度下緩慢加入植物 蛋白粉，攪拌成均勻的植物蛋白粉漿液，再加入酸度調(diào)節(jié)劑使溶液PH值維持在6?12的范 圍內(nèi)，繼續(xù)攪拌30min?4h后，將反應(yīng)體系溫度升至30°C?80°C，加入有機(jī)改性劑和交聯(lián) 齊[J，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)l〇min?5h，最后依次加入防腐劑和抗水劑，攪拌均勻即可； (3)顆粒肥料的包膜：將定量的顆粒肥料加入到流化床包膜機(jī)中，控制流化床包膜溫 度為60?120°C，控制進(jìn)口風(fēng)壓，將包膜劑按比例噴入到顆粒肥料上進(jìn)行包膜，包膜后經(jīng)冷 卻篩分，合格顆粒經(jīng)包裝即得成品。
2. -種如權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)包膜控釋肥的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的植物蛋 白粉為脫脂大豆粉、大豆分離蛋白、大豆?jié)饪s蛋白、脫脂花生粉、谷朊粉、小麥蛋白粉、脫脂 菜子粉、脫脂棉籽粉中的一種或幾種的混合物，植物蛋白粉的蛋白質(zhì)含量不得低于50wt% (重量含量）；所述的酸度調(diào)節(jié)劑為檸檬酸、硼酸、磷酸、氫氧化鈉、磷酸氫二鈉、氫氧化銨、 氫氧化鈣中的一種或幾種的混合物；所述的改性劑為乙酸酐、丁二酸酐、乙二胺四乙酸二 酐、壬烯琥珀酸酐、十二烷基琥珀酸酐中的一種或幾種的混合物；所述的交聯(lián)劑為戊二醛、 乙酸酐、乙二醛中的一種或幾種的混合物；所述的防腐劑為丙酸鈣、雙乙酸鈉、山梨酸、山梨 酸鉀、脫氧乙酸、脫氧乙酸鈉中的一種或幾種的混合物；所述的抗水劑為膨潤土、高嶺土、硅 藻土、碳酸鈣、二氧化硅中的一種或幾種的混合物。
3. -種如權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)包膜控釋肥的生產(chǎn)方法，其特征在于顆粒肥料可以 是顆粒尿素、顆粒鉀肥、顆粒磷肥、顆粒復(fù)混肥、顆粒中微量元素肥料中的一種或幾種的混 合物，氮、五氧化二磷、氧化鉀含量可以根據(jù)配方要求確定，氮、五氧化二磷、氧化鉀含量總 和一般控制在20?50%。
【文檔編號】C05G3/00GK104086318SQ201410366084
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】張文輝, 萬亞珍, 梅丹丹, 谷守玉 申請人:河南力浮科技有限公司