一種含γ-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥及其制備方法與應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種含γ-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥的制備方法，它包括利用高塔造粒設備生產尿基復合肥或硝基復合肥的工序，其特征在于，通過在如下四個過程之一或者其中兩個以上過程的組合中加入γ-聚谷氨酸原料，制備得到含有γ-聚谷氨酸的尿基復合肥或硝基復合肥；所述的四個過程為原料混合過程、高塔造粒過程、肥料顆粒冷卻過程和成品包膜過程。與不添加γ-聚谷氨酸的普通高塔造粒復合肥相比，本發明中的含γ-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥可以提高肥料利用率，有效提高作物產量，有效改善化肥施用造成的土壤板結化，對土壤環境無污染。
【專利說明】一種含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥及其制備方法與應用

【技術領域】
[0001]本發明涉及肥料領域，具體涉及一種含Y -聚谷氨酸的高塔造粒復合肥及其制備方法與應用。

【背景技術】
[0002]化肥在現代農業生產中發揮著越來越重要的作用。我國是化肥使用大國，化肥年用量高達5000萬噸(折純氮磷鉀)以上，為農業發展和糧食增產做出了突出貢獻。然而，化肥的使用也帶來了很多負面問題，肥料的利用率低，土地的質量下降，水污染，農作物抗性下降等，很大程度上威脅了農業的可持續發展。
[0003]Y-聚谷氨酸是由微生物發酵產生的一種均聚氨基酸。基于其優良的生物可降解性、吸水性、離子螯合能力，Y-聚谷氨酸具有作為肥料增效劑的潛力。高塔造粒復合肥具有養分均勻、產品質量穩定、適合再包膜等優點，但目前尚未有應用高塔造粒方式生產含Y-聚谷氨酸的復合肥的報道。
[0004]高塔造粒生產高質量復合肥料，具有科技含量高、養分均勻、水溶性好和使用范圍廣等特點，性能遠優于其它品種化肥。高塔造粒生產復合肥的主要流程為:將熔融的尿素或硝銨與預熱后磷肥、鉀肥及填充劑(碳酸鈣粉)按照一定的重量比例于混合槽中混合，待混合物反應生成流動性良好的肥料漿后，通過旋轉式差動噴頭噴入造粒塔，混合物料在從高塔下降過程中，與從塔底上升的氣體阻力相互作用，與其進行熱交換后降落到塔底，并冷卻固化成顆粒，然后將肥料顆粒運輸進冷卻塔進一步冷卻，冷卻完成后成品顆粒經篩選后進入包膜機，噴灑防結塊劑進行防結塊處理后即得到高塔造粒復合肥。


【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種含Y -聚谷氨酸的高塔造粒復合肥，以提高肥料的利用率。
[0006]本發明還要解決的技術問題是提供上述含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥的制備方法。
[0007]本發明最后要解決的技術問題是提供上述含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥的應用。
[0008]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下:
[0009]一種含Y -聚谷氨酸的高塔造粒復合肥的制備方法，它包括利用高塔造粒設備生產尿基復合肥或硝基復合肥的工序，通過在如下四個過程之一或者其中兩個以上過程的組合中加入Y-聚谷氨酸原料，制備得到含有Y-聚谷氨酸的尿基復合肥或硝基復合肥；
[0010]所述的四個過程為原料混合過程、高塔造粒過程、肥料顆粒冷卻過程和成品包膜過程。
[0011]上述的尿基復合肥為尿素、磷肥、鉀肥、增效劑和填充劑制備而成的肥料；上述的硝基復合肥為硝銨、磷肥、鉀肥、增效劑、填充劑制備而成的肥料。
[0012]其中，磷肥為磷酸一銨、磷酸二銨、過磷酸鈣、或其他可為植物生長提供磷素的化合物或組合物，鉀肥為氯化鉀、硫酸鉀或其他可為植物生長提供鉀素的化合物或組合物，增效劑為復硝酚鈉、α -萘乙酸鈉與胺鮮酯中的任意一種或幾種的組合，填充劑為著色劑、白云石、碳酸鈣粉、凹凸棒粉、高嶺土與硅藻土中的任意一種或幾種的組合；
[0013]尿素或硝銨、與磷肥、與鉀肥的重量比為32-45:28-40:15_40，增效劑的添加重量為尿素或硝銨與磷肥與鉀肥總重量的0-10% (優選2-10% )，填充劑的添加重量為尿素或硝銨與磷肥與鉀肥總重量的5-20%。
[0014]上述的Y -聚谷氨酸原料為Y -聚谷氨酸純品、Y -聚谷氨酸鹽純品、包含Y-聚谷氨酸的發酵培養物、Y-聚谷氨酸溶液和含有Y-聚谷氨酸的粉劑中的任意一種或幾種的組合；Y-聚谷氨酸原料的用量以其中所含的Y-聚谷氨酸計，其添加量為復合肥重量的0.02%。-3%。； Y -聚谷氨酸的分子量范圍為5~3000kDa。
[0015]Y -聚谷氨酸鹽純品包括螯合了 Na、K、Ca、Mn、Cu、Zn、Fe等一種或多種元素的聚谷氨酸鹽。
[0016]Y -聚谷氨酸溶液包括聚谷氨酸凝膠水溶液、聚谷氨酸或聚谷氨酸鹽純品的水溶液。
[0017]含有Y-聚谷氨酸的粉劑包括聚谷氨酸發酵液的粉狀干燥物、聚谷氨酸純品或聚谷氨酸鹽純品與其他輔料成分配制而成的組合粉劑。
[0018]包含Y-聚谷氨酸的發酵培養物包括包含有聚谷氨酸生產菌株及發酵培養基的聚谷氨酸發酵液、聚谷氨酸發酵液的濃縮液或干燥物。
[0019]優選的Y-聚谷氨酸的分子量范圍為10_2000kDa，其中最優選的分子量范圍為10-1OOOkDao
[0020]上述利用高塔造粒設備生產尿基復合肥或硝基復合肥的工序包括如下步驟:
[0021](I)原料混合過程:將預熱后的粉狀磷肥、鉀肥、填充劑與熔融尿素或硝銨在混合槽中混合，反應生成肥料漿；
[0022](2)高塔造粒過程:將步驟(1)得到的肥料漿通過旋轉式差動噴頭噴入造粒塔后，在空氣中冷卻固化成肥料顆粒；
[0023](3)肥料顆粒冷卻過程:將步驟(2)得到的肥料顆粒輸送進冷卻塔冷卻；
[0024](4)成品包膜過程:將步驟(3)冷卻結束后得到的肥料顆粒輸送至包膜機，經抗結塊劑包膜，即得到高塔造粒復合肥；
[0025]其中，預熱的溫度為60 V -90 V ；
[0026]其中，熔融的溫度為115°C -150°C ；
[0027]其中，所述的抗結塊劑為沸石粉、硅藻土、滑石粉、石灰石、二氧化硅粉和黏土中的一種或幾種。
[0028]選擇在原料混合過程中添加Y -聚谷氨酸原料的方法是:在步驟⑴中，利用熔融尿素或硝銨可以和磷肥、鉀肥、增效劑、Y -聚谷氨酸及填充劑形成低共熔點化合物的特點，將預熱后的粉狀磷肥、鉀肥、Y-聚谷氨酸原料、填充劑與熔融尿素或硝銨在混合槽中混合；其余步驟與利用高塔造粒設備生產尿基復合肥或硝基復合肥的工序相同。
[0029]選擇在高塔造粒過程中添加Y-聚谷氨酸原料的方法是:在步驟(2)中，肥料漿通過旋轉式差動噴頭噴入造粒塔，通過造粒塔內壁上的霧化噴頭將Y-聚谷氨酸原料霧化后噴入造粒塔，附著在肥料顆粒上，形成包膜；其余步驟與利用高塔造粒設備生產尿基復合肥或硝基復合肥的工序相同。
[0030]選擇在肥料顆粒冷卻過程中添加Y-聚谷氨酸原料的方法是:在步驟(3)中，將肥料顆粒輸送進冷卻塔冷卻，通過冷卻塔的冷卻倉內的霧化噴頭，將Y -聚谷氨酸原料霧化后均勻噴灑于肥料顆粒表面，形成包膜；其余步驟與利用高塔造粒設備生產尿基復合肥或硝基復合肥的工序相同。
[0031]選擇在成品包膜過程中添加Y-聚谷氨酸原料的方法是:在步驟(4)中，將冷卻結束后得到的肥料顆粒輸送至包膜機，通過包膜機前段的霧化噴頭將Y-聚谷氨酸原料霧化后均勻噴灑至肥料顆粒表面，再在包膜機末端噴灑抗結塊劑至復合肥顆粒表面；其余步驟與利用高塔造粒設備生產尿基復合肥或硝基復合肥的工序相同。
[0032]上述制備方法制備得到的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥也在本發明的保護范圍之內。
[0033]上述的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥在農作物生產中的應用也在本發明的保護范圍之內。
[0034]具體的應用方法是，含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥在農業生產中可作為基施肥、追施肥、穴施肥使用，適用于糧食作物如小麥、玉米、水稻等，也適用于經濟作物如番茄、馬鈴薯、葡萄、大豆等。
[0035]優選的是，將熔融的尿素(130-140°C )與預熱后(預熱溫度為60_70°C )的磷酸一銨、硫酸鉀、增效劑、Y-聚谷氨酸粉劑及填充劑(碳酸鈣粉)按照重量份數比例35:35:30:5:0.05:15混合，采用在原料混合過程中添加Y -聚谷氨酸原料的方式，制備得到含Y -聚谷氨酸的高塔尿基復合肥，作為莖葉類蔬菜專用肥。
[0036]優選的是，將熔融的硝銨(140_145°C )與預熱后(預熱溫度為60_70°C )的磷酸一銨、硫酸鉀、增效劑及填充劑(碳酸鈣粉)按照重量比例38:35:27:5:15混合，采用在高塔造粒過程中添加Y-聚谷氨酸原料的方式，制備得到含Y-聚谷氨酸的高塔硝基包膜復合肥，作為瓜果類作物專用肥。
[0037]優選的是，將熔融的尿素(130-140°C )與預熱后(預熱溫度為60_70°C )的磷酸一銨、氯化鉀、增效劑及填充劑(碳酸鈣粉)按照重量比例35:35:30:4:15混合，采用在成品包膜過程中添加Y-聚谷氨酸原料的方式，制備得到含Y-聚谷氨酸的高塔尿基包膜復合肥，作為糧食作物專用肥。
[0038]有益效果:與現有技術相比，本發明具有如下優勢:
[0039](I)本發明中含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥具有一定的緩釋作用，可以延長肥料釋放時間，提高肥料利用率。
[0040](2)本發明中含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥中的Y-聚谷氨酸能夠調節作物生長，增強作物抗逆性，有效提高作物產量。
[0041](3)本發明中含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥中的Y-聚谷氨酸能夠改善土壤微生物群態，增加土壤微生物多樣性，可有效改善化肥施用造成的土壤板結化。
[0042] (4)本發明中含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥中的Y-聚谷氨酸是一種生物發酵產品，在土壤中可完全被生物降解，對人體及土壤生物無毒害，對土壤環境無污染。

【具體實施方式】
[0043]根據下述實施例，可以更好地理解本發明。然而，本領域的技術人員容易理解，實施例所描述的內容僅用于說明本發明，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本發明。
[0044]實施例1:按照如下步驟制備本發明的含Y-聚谷氨酸的高塔尿基復合肥，此復合肥可作為莖葉類蔬菜專用肥。
[0045]將熔融的尿素(130-140°C )與預熱后(預熱溫度為60_70°C )的磷酸一銨、硫酸鉀、增效劑(復硝酚鈉和α-萘乙酸鈉按1:1配制)、Y-聚谷氨酸粉劑及填充劑(碳酸鈣粉)按照重量份數比35:35:30:5:0.05:15于混合槽中混合，待混合物反應生成流動性良好的肥料漿后，通過旋轉式差動噴頭噴入造粒塔，在空氣中冷卻固化成顆粒，然后輸送進冷卻塔進一步冷卻，冷卻完成后成品顆粒經篩選后進入包膜機，噴灑防結塊劑進行防結塊處理后即得到所述含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥。本實施例中所用Y-聚谷氨酸的分子量為 10 ~500kDa。
[0046]為考察本發明中含Y-聚谷氨酸的高塔尿基復合肥的肥效，發明人以不添加Y-聚谷氨酸的普通尿基復合肥(除不添加Y-聚谷氨酸外，其余成分比例均與本發明的含Y-聚谷氨酸的高塔尿基復合肥相同)為對照肥料，開展了肥效考察試驗。試驗設計了3個處理，處理I為普通尿基復合肥，處理2為本實施例中的含Y-聚谷氨酸的高塔尿基復合肥，處理3也為本實施例中的含Y -聚谷氨酸的高塔尿基復合肥，但使用量比處理2減少15%。
[0047]表1為盆栽小白菜試驗
[0048]表1不同復合肥對小白菜葉綠素及產量的影響
[0049]

【權利要求】
1.一種含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥的制備方法，它包括利用高塔造粒設備生產尿基復合肥或硝基復合肥的工序，其特征在于，通過在如下四個過程之一或者其中兩個以上過程的組合中加入Y-聚谷氨酸原料，制備得到含有Y-聚谷氨酸的尿基復合肥或硝基復合肥； 所述的四個過程為原料混合過程、高塔造粒過程、肥料顆粒冷卻過程和成品包膜過程。
2.根據權利要求1所述的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥的制備方法，其特征在于，所述的尿基復合肥為尿素、磷肥、鉀肥、增效劑和填充劑制備而成的肥料；所述的硝基復合肥為硝銨、磷肥、鉀肥、增效劑、填充劑制備而成的肥料； 其中，磷肥為磷酸一銨、磷酸二銨、過磷酸鈣、或其他可為植物生長提供磷素的化合物或組合物，鉀肥為氯化鉀、硫酸鉀或其他可為植物生長提供鉀素的化合物或組合物，增效劑為復硝酚鈉、α -萘乙酸鈉與胺鮮酯中的任意一種或幾種的組合，填充劑為著色劑、白云石、碳酸鈣粉、凹凸棒粉、高嶺 土與硅藻土中的任意一種或幾種的組合； 尿素或硝銨、與磷肥、與鉀肥的重量比為32-45:28-40:15_40，增效劑的添加重量為尿素或硝銨與磷肥與鉀肥總重量的0-10%，填充劑的添加重量為尿素或硝銨與磷肥與鉀肥總重量的5-20%。
3.根據權利要求1所述的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥的制備方法，其特征在于，所述的Y-聚谷氨酸原料為Y-聚谷氨酸純品、Y-聚谷氨酸鹽純品、包含Y-聚谷氨酸的發酵培養物、Y-聚谷氨酸溶液和含有Y-聚谷氨酸的粉劑中的任意一種或幾種的組合；Y -聚谷氨酸原料的用量以其中所含的Y -聚谷氨酸計，其添加量為復合肥重量的0.02%。-3%。； Y -聚谷氨酸的分子量范圍為5~3000kDa。
4.根據權利要求1所述的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥的制備方法，其特征在于，所述的利用高塔造粒設備生產尿基復合肥或硝基復合肥的工序包括如下步驟: (1)原料混合過程:將預熱后的粉狀磷肥、鉀肥、填充劑與熔融尿素或硝銨在混合槽中混合，反應生成肥料漿； (2)高塔造粒過程:將步驟(1)得到的肥料漿通過旋轉式差動噴頭噴入造粒塔后，在空氣中冷卻固化成肥料顆粒； (3)肥料顆粒冷卻過程:將步驟(2)得到的肥料顆粒輸送進冷卻塔冷卻； (4)成品包膜過程:將步驟(3)冷卻結束后得到的肥料顆粒輸送至包膜機，經抗結塊劑包膜，即得到高塔造粒復合肥； 其中，預熱的溫度為60°C -90°C ； 其中，熔融的溫度為115°C -150°C ； 其中，所述的抗結塊劑為沸石粉、硅藻土、滑石粉、石灰石、二氧化硅粉和黏土中的一種或幾種。
5.根據權利要求4所述的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥的制備方法，其特征在于，在原料混合過程中添加Y-聚谷氨酸原料的方法是:在步驟(1)中，將預熱后的粉狀磷肥、鉀肥、Y -聚谷氨酸原料、填充劑與熔融尿素或硝銨在混合槽中混合。
6.根據權利要求4所述的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥的制備方法，其特征在于，在高塔造粒過程中添加Y-聚谷氨酸原料的方法是:在步驟(2)中，肥料漿通過旋轉式差動噴頭噴入造粒塔，通過造粒塔內壁上的霧化噴頭將Y -聚谷氨酸原料霧化后噴入造粒塔，附著在肥料顆粒上，形成包膜。
7.根據權利要求4所述的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥的制備方法，其特征在于，在肥料顆粒冷卻過程中添加Y-聚谷氨酸原料的方法是:在步驟(3)中，將肥料顆粒輸送進冷卻塔冷卻，通過冷卻塔的冷卻倉內的霧化噴頭，將Y -聚谷氨酸原料霧化后均勻噴灑于肥料顆粒表面，形成包膜。
8.根據權利要求4所述的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥的制備方法，其特征在于，在成品包膜過程中添加Y-聚谷氨酸原料的方法是:在步驟(4)中，將冷卻結束后得到的肥料顆粒輸送至包膜機，通過包膜機前段的霧化噴頭將Y -聚谷氨酸原料霧化后均勻噴灑至肥料顆粒表面，再在包膜機末端噴灑抗結塊劑至復合肥顆粒表面。
9.權利要求1~8中任意一項所述的制備方法制備得到的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥。
10.權利要求9所述的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復合肥在農作物生產中的應用。
【文檔編號】C05G3/04GK104163729SQ201410447501
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年9月3日 優先權日:2014年9月3日
【發明者】徐虹, 馮小海, 李莎, 梁金豐, 許宗奇 申請人:南京軒凱生物科技有限公司