一种生物质包膜控释肥的生产方法

一种生物质包膜控释肥的生产方法
【专利摘要】本发明涉及一种生物质包膜控释肥的生产方法，属于肥料制造【技术领域】。具体包括包膜剂的制备和颗粒肥料的包膜。包膜剂以价廉易得的植物蛋白粉为原料，通过酰化以及交联等技术对其进行改性，制备可降解的生物质控释包膜材料，将其应用于颗粒肥料的包膜上，制备出价格较低、环境友好的控释肥料。该方法具有生产工艺简单、操作灵活、生产成本低等优点，所生产的产品对人畜无害，能够生物降解，不会对环境造成危害。本发明既提供了一种生产包膜控释肥的新方法，同时也为粮食作物的综合利用提供了新的途径。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种生物质包膜控释肥的生产方法，属于肥料制造【技术领域】，具体涉 及到的是以颗粒肥料为原料制造生物质包膜肥的技术方法。 一种生物质包膜控释肥的生产方法

【背景技术】
[0002] 随着人口的增加，耕地面积的相对减少，增施化肥是目前粮食和果蔬增产的重要 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，使养分 利用率降低，而且在生产和使用过程中会带来很大的环境问题。因此，如何把肥料应用与农 作物产品的产量、品质以及环境保护有机地结合起来，已经成为肥料领域研究中特别关注 的问题。
[0003] 控释肥料的出现为解决这个问题开辟了新途径，控释肥料是指以各种调控机制预 先设定肥料中养分在作物生长季节的释放模式（释放率和释放时间）使其与作物吸收养分 的规律相一致的肥料。它是通过外表包膜的方式把水溶性肥料包在膜内，通过膜上的微孔 控制膜内养分扩散到膜外的速率。控释肥养分的释放不受土壤PH值、微生物以及其它盐分 离子的影响，只与土壤温度和膜的厚度有关。控释肥在农田施用过程中，养分释放模式与作 物生长过程中对营养元素需求规律相匹配，从而提高肥料利用率，从根本上降低现有肥料 生产和使用上的不足，是环保型肥料主要的实现途径和手段。
[0004] 目前，国内外控释肥料多是以包膜方法生产的。这类肥料所用膜材料主要是以高 分子聚合物树脂为基本原料，生产时将其用化学溶剂溶解，有时还会添加有机粘结剂，然后 通过流化床包膜塔喷涂到常规肥料颗粒上，干燥成膜，制得控释肥料产品。这类包膜剂主要 成分是石化产品，难于溶解，需要有机溶剂参与成膜；同时这种控释肥料长期使用，包膜材 料会在土壤中富集，进而污染土壤；在生产过程中因为有机溶剂有刺激性气味甚至对身体 有害，对工作环境及设备密封性相对要求高。因此，市场上的包膜控释肥料从生产过程到实 际应用都有不足，无法完全实现环境友好的目标。另一方面，以树脂为材料的包膜肥料，虽 然具有很好的养分释放功能，但成本较高，难以在农业上大面积推广。因此，研究开发土壤 污染小、可降解、且价格实惠的肥料包膜剂越来越受到重视，成为缓控释肥料研究的又一热 点。
[0005] 植物蛋白粉是价格低廉的生物质材料，具有储量丰富、可再生的优点，并且分子中 含有大量可参与化学反应的活性基团，本发明通过酰化以及交联等技术对其进行改性，制 备可降解的生物质控释包膜材料，将其应用于颗粒肥料的包膜上，制备出价格较低、环境友 好的控释肥料。该方法具有生产工艺简单、操作灵活、生产成本低等优点，所生产的产品对 人畜无害，能够生物降解，不会对环境造成危害。本发明既提供了一种生产包膜控释肥的新 方法，同时也为粮食作物的综合利用提供了新的途径。


【发明内容】

[0006] 本发明的目的是以颗粒肥料为原料，将颗粒肥料加入到流化床包膜机中，同时在 流化床包膜机中将制备好的包膜剂按一定比例对颗粒肥料包膜，再经冷却、筛分制得成品。
[0007] 本发明是通过以下方法进行生物质包膜控释肥料生产的：
[0008] (1)包膜剂的制备：在反应釜中加入水，在80?250r/min的搅拌速度下缓慢加入 植物蛋白粉，搅拌成均匀的植物蛋白粉浆液，再加入酸度调节剂使溶液PH值维持在6?12 的范围内，继续搅拌30min?4h后，将反应体系温度升至30°C?80°C，加入有机改性剂和 交联剂，保温搅拌反应lOmin?5h，最后依次加入防腐剂和抗水剂，搅拌均勻即可；
[0009] (2)颗粒肥料的包膜：将定量的颗粒肥料加入到流化床包膜机中，控制流化床包 膜温度为60?120°C，控制进口风压，将包膜剂按比例喷入到颗粒肥料上进行包膜，包膜后 经冷却筛分，合格颗粒经包装即得成品。
[0010] 本发明中包膜剂用量为物料总质量的〇. 5?10%，包膜剂各组分配比均为质量分 数，配比范围如下：水100?200份、植物蛋白粉50?80份、酸度调节剂5?20份、有机改 性剂0. 2?15份、交联剂0. 1?10份、防腐剂0. 2?10份、抗水剂10?30份。
[0011] 本发明中所述的植物蛋白粉为脱脂大豆粉、大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白、脱脂花 生粉、谷朊粉、小麦蛋白粉、脱脂菜子粉、脱脂棉籽粉中的一种或几种的混合物，植物蛋白粉 的蛋白质含量不得低于50wt% (重量含量）；所述的酸度调节剂为柠檬酸、硼酸、磷酸、氢 氧化钠、磷酸氢二钠、氢氧化铵、氢氧化钙中的一种或几种的混合物；所述的改性剂为乙酸 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种或几种的混 合物；所述的交联剂为戊二醛、乙酸酐、乙二醛中的一种或几种的混合物；所述的防腐剂为 丙酸钙、双乙酸钠、山梨酸、山梨酸钾、脱氧乙酸、脱氧乙酸钠中的一种或几种的混合物；所 述的抗水剂为膨润土、高岭土、硅藻土、碳酸钙、二氧化硅中的一种或几种的混合物。
[0012] 本发明中所述的颗粒肥料可以是颗粒尿素、颗粒钾肥、颗粒磷肥、颗粒复混肥、颗 粒中微量元素肥料中的一种或几种的混合物，氮、五氧化二磷、氧化钾含量可以根据配方要 求确定。氮、五氧化二磷、氧化钾含量总和一般控制在20?50%。
[0013] 本发明制得的生物质包膜控释肥的粒径在1?4. 75mm。在实际生产中，也可按照 产品粒径要求确定其范围。
[0014] 本发明在包膜过程中包膜剂使用量为物料总质量的0. 5?10%，包膜剂的使用量 和产品的控释期有关，包膜剂的使用量越多，所得产品的控释期越长。
[0015] 本发明在生产过程中粒径较大的不合格粒子一般控制在5%以内，可送回生产车 间进行加工再处理。
[0016] 本发明工艺技术具有以下优点：
[0017] 1、本发明找到一种利用生物质包膜颗粒肥料的新方法，利用该工艺生产生物质包 膜控释肥料并用于农业生产未见报道，同时也为粮食作物的综合利用提供了新途径。
[0018] 2、本发明生产的生物质控释肥料，对人畜无害，能够生物降解，不会对环境造成危 害，养分控制释放，控释期可达3?18个月。
[0019] 3、本发明可实现氮、磷、钾以及中微量元素的控释，克服了大多数包膜控释肥料只 注重氮肥控释的缺点。
[0020] 4、本发明工艺具有生产工艺简单、操作方便、生产成本低的优点。因此本发明在生 产工艺和经济上均有较大优势。
【权利要求】
1. 一种生物质包膜控释肥的生产方法，其特征在于该方法为： (1)包膜剂用量为物料总质量的0. 5?10%，包膜剂各组分配比均为质量分数，配比范 围如下：水100?200份、植物蛋白粉50?80份、酸度调节剂5?20份、有机改性剂0. 2? 15份、交联剂0. 1?10份、防腐剂0. 2?10份、抗水剂10?30份； ⑵包膜剂的制备：在反应釜中加入水，在80?250r/min的搅拌速度下缓慢加入植物 蛋白粉，搅拌成均匀的植物蛋白粉浆液，再加入酸度调节剂使溶液PH值维持在6?12的范 围内，继续搅拌30min?4h后，将反应体系温度升至30°C?80°C，加入有机改性剂和交联 齐[J，保温搅拌反应l〇min?5h，最后依次加入防腐剂和抗水剂，搅拌均勻即可； (3)颗粒肥料的包膜：将定量的颗粒肥料加入到流化床包膜机中，控制流化床包膜温 度为60?120°C，控制进口风压，将包膜剂按比例喷入到颗粒肥料上进行包膜，包膜后经冷 却筛分，合格颗粒经包装即得成品。
2. -种如权利要求1所述的生物质包膜控释肥的生产方法，其特征在于所述的植物蛋 白粉为脱脂大豆粉、大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白、脱脂花生粉、谷朊粉、小麦蛋白粉、脱脂 菜子粉、脱脂棉籽粉中的一种或几种的混合物，植物蛋白粉的蛋白质含量不得低于50wt% (重量含量）；所述的酸度调节剂为柠檬酸、硼酸、磷酸、氢氧化钠、磷酸氢二钠、氢氧化铵、 氢氧化钙中的一种或几种的混合物；所述的改性剂为乙酸酐、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种或几种的混合物；所述的交联剂为戊二醛、 乙酸酐、乙二醛中的一种或几种的混合物；所述的防腐剂为丙酸钙、双乙酸钠、山梨酸、山梨 酸钾、脱氧乙酸、脱氧乙酸钠中的一种或几种的混合物；所述的抗水剂为膨润土、高岭土、硅 藻土、碳酸钙、二氧化硅中的一种或几种的混合物。
3. -种如权利要求1所述的生物质包膜控释肥的生产方法，其特征在于颗粒肥料可以 是颗粒尿素、颗粒钾肥、颗粒磷肥、颗粒复混肥、颗粒中微量元素肥料中的一种或几种的混 合物，氮、五氧化二磷、氧化钾含量可以根据配方要求确定，氮、五氧化二磷、氧化钾含量总 和一般控制在20?50%。
【文档编号】C05G3/00GK104086318SQ201410366084
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】张文辉, 万亚珍, 梅丹丹, 谷守玉 申请人:河南力浮科技有限公司