一種複合肥及其製造方法和設備的製作方法
2023-05-24 18:56:31
專利名稱：一種複合肥及其製造方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種複合肥料及其製造方法和設備，尤其涉及一種由有機肥、無機肥和微生物菌複合而成的肥料及其製造方法和設備。
目前，國內對有機肥方面的研究相對很少，一些利用固體廢物生產有機肥的企業，由於技術和資金基礎薄弱，大部分加工工藝存在單一性缺點，有的企業只是通過發酵、乾燥處理便作為肥料使用；有的企業生產的有機肥僅採用高溫快速烘乾處理；有的企業只進行後加工，缺少發酵過程。實踐證明，這些不完整的工藝和落後的生產技術生產出的有機肥產品沒有質量保證。
生物菌肥的主要作用在於①將無機態的氮轉化成為有機態的胺基酸氮，提高作物對養分的吸收率；②改善作物的土壤微生物環境，使利於作物生長的有利菌群佔主導地位。
目前國內大部分廠家對於生物菌肥的開發停留於「將某種細菌或菌群噴灑在肥料之中」這個初級階段，而忽略了微生物菌肥中細菌應該達到的上述兩種功能。而且，細菌噴入肥料以後，由於缺少它所生存的基本條件(如水分、養分、空間結構等)，很少有細菌能夠生存下來。因此，很多生物菌肥是「名義上的」。要真正作成生物菌肥就必須使肥料中的細菌生存下來，同時實現細菌所賦予的兩種基本功能。
目前，許多其它企業生產的有機複合肥，很大程度上都是有機和無機的混合，均勻度難以實現，肥效無法提高；有的也採用了水解的辦法，但技術落後、肥力流失嚴重且不利於推廣生產。
總之，目前利用固體廢棄物製造複合肥料的方法和設備尚沒有完善，特別是沒有成套生產該複合肥的設備。
為了實現上述目的，本發明提供了一種複合肥的製造方法，其特點在於，至少包括如下步驟A、對有機固體廢棄物進行發酵預處理；B、與其他物料進行配料混合，；C、進行膨化處理；D、噴菌、撲粉、包衣、整粒；E、乾燥、冷卻；F、成品。
上述的製造方法，其特點在於，所述發酵預處理過程包括對所述有機固體廢棄物進行調質、攤鋪、充氧曝氣、翻拌、後腐熟過程。
上述的製造方法，其特點在於，在有機固體廢棄物中還加入一些含炭成份的輔料和微生物群對有機固體廢棄物進行發酵處理。
上述的製造方法，其特點在於所述調質過程中還包括加入菌過程。
上述的製造方法，其特點在於所述其他物料可以是肉骨粉、豆粕、膨潤土、松針粉、鉀肥或尿素其中任意一種，或者其任意組合。
上述的製造方法，其特點在於，在進行膨化處理之後以及在進行噴菌、撲粉、包衣、整粒之後還分別包括篩分過程。
上述的製造方法，其特點在於，所述膨化處理過程是指將混合物料進行高溫瞬時膨化過程，使混合物料在膨化腔內受到瞬時磨擦、剪切、搓揉、高溫、高壓作用，使無機化肥糊化，從而使有機肥料與無機肥料完全融合。
上述的製造方法，其特點在於，所述噴菌撲粉整粒過程是利用噴塗設備將菌液噴塗在膨化顆粒表面，再進行整形和包衣，整形後的顆粒呈橢圓或球形狀。
上述的製造方法，其特點在於，在所述調質過程中，水分保持在50-65％，炭氮比為20-30∶1，同時加入快速降解有機物和纖維的生物菌；所述配料、混合過程含水率保持在18-24％；所述膨化溫度為80-110℃，膨化時間約30秒。
為了更好地完成上述目的，本發明還提供一種複合肥的製造設備，由固體廢棄物前預處理設備和後續處理設備組成，其特點在於所述前預處理設備包括一鋪糞車，用於接收調質處理後的固體廢棄物並將其送到發酵槽適當位置後鋪撒，以及一發酵攪拌機，用於將發酵槽內的固體廢棄物進行翻堆、攪伴、移動以使發酵物疏鬆、含氧量增加，加快發酵降解；所述後續處理設備至少包括配料攪拌裝置、膨化裝置、冷卻裝置、分級裝置、整粒裝置、烘乾裝置；所述配料攪拌裝置與所述膨化裝置相聯，經膨化處理後的混合物料依次經過所述冷卻裝置、分級裝置、整粒裝置後，最後由烘乾裝置烘乾冷卻後製成成品。
上述的複合肥的製造設備，其特點在於所述後續處理設備還包括一電子定量打包裝置，用於將所述製成品通過電子包裝稱進行定量包裝。
上述的複合肥的製造設備，其特點在於所述膨化裝置為溼法膨化機，所述溼法膨化機用於將所述混合物料加工成具有微孔結構的軟膨化顆粒。
上述的複合肥的製造設備，其特點在於所述烘乾裝置為一種複合圓震動乾燥機，所述乾燥機由多層螺旋環狀孔板組成主體，下部裝有振動電動機，並通過彈簧支撐在機架上；物料沿螺旋環狀孔板從下向下運動，熱風從下向上依次透過所述孔板穿過各層物料，使物料烘乾。
本發明還一個發明目的，是用上述方法及設備製造的一種複合肥料，由有機肥、無機肥和微生物菌複合而成三維有機複合肥，其特點在於，所述三維有機複合肥是預先通過在有機固體廢物中加入微生物菌群進行發酵處理後得到的純有機肥與無機肥料混合，再經膨化、噴菌、撲粉、包衣、整粒而形成，所述三維有機複合肥為有機/無機/微生物三維一體的多孔海綿體顆粒狀外包衣肥料。上述方法及設備通過對畜禽糞便、汙泥等有機固體廢物的處理，生產高效的有機/無機/微生物三維複合肥，實現無害化、資源化。首先在有機廢物中加入合適的添加劑和微生物菌群，對有機廢物進行發酵預處理，有機質進一步生物降解，水分保持在20％左右。然後採用熱噴技術，改變尿素及其它有機質的物理化學性質，實現無機物與有機物的結合，此時的肥料中間體非常疏鬆。在此基礎上對肥料進行接種有益菌群、撲粉(加入後續接種菌群存活所需的養分)，最後採用包膜技術，將有機、無機、微生物菌群、以及菌群生存所需的養分等包成一個個獨立的生存空間，實現無機/有機肥與生物菌肥的結合，最終得到高效的三維複合肥料。
混合過程把配好的物料由上料提升機輸送到攪拌裝置23進行混合，目的是把不同比例的物料混合均勻。主要設備是雙軸臥式攪拌機，主要由提升、攪拌、卸料三大部分組成。每次攪拌只需1～3分鐘，混合均勻度達90％以上。物料最終保持含水率18-24％。
膨化過程通過溼法膨化機24進行膨化。膨化溫度80-110℃，時間大約為30秒種左右，實現了有機無機物的形態改變，使之達到了完全融合，由於時間較短，不至於導致有機物分解。同時利用膨化產生的瞬時高溫殺滅原肥中的病菌而不破壞其中的養分；利用膨化技術中的制粒原理，膨化制粒時水分的瞬時蒸發使肥料中有機質間的緊密結合減弱，肥料蓬鬆成多孔狀，更有利於微生物的作用，從而使肥效得以提高。原料要求18-22％時性。
經過高溫瞬時膨化，物料在膨化腔內受到瞬時磨擦、剪切、搓揉、高溫、高壓作用使尿素糊化，無機氮改變特形態，從而達到了有機無機完全融合，在後噴塗時可以使菌種免受雜菌的幹擾，得以健康的生長，也利於土壤中的微生物分解利用。膨化可使添加的礦物元素與載體緊密的結合在一起。施用一般有機肥時，礦物元素易隨雨水流失，而通過膨化制粒後，礦物元素被固定在載體上，只有當遇到植物根系土壤中的微生物作用時才被釋放出來，從而提高了礦物元素的利用率。
與傳統的制粒相比，經膨化加工後物料熟化、軟化，製成顆粒容易得多，對模具的磨損大大降低，改善了制粒工況，同時膨化、制粒一體化，既降低了設備投資，又減少了場地佔用及能耗。此外，制粒製得的是硬顆粒，而膨化制粒所得為具有微孔結構的軟顆粒，利於微生物存活及生長。同時在肥料被高壓擠出切割成形時，由於冷卻使表面收縮，顆粒切口形成圓滑曲面，顆粒形狀接近球形，再經滾圓修整便可很好的與現有的施肥機具相適應。
通過膨化的高溫高壓，原料肥中的病菌被殺滅，一些菌種生長抑制因子被鈍化，噴塗特定的菌種後，可保證施肥時肥料中含有所需要的活菌數。這些有益菌群進入到植物根系土壤中，與土壤微生物一起作用，增加了根系有益菌群的數量和活性，可以加速肥料中養分的釋放和固氮、解磷、解鉀過程，促進植物根系發展，從而達到使農作物增產增收的最佳效果。同時，由於這些微生物和肥料中有機質的存在，可改善土壤物理性狀，增加土壤團粒結構，從而使之疏鬆，防止板結、酸化，有利於保水、保肥、通氣。
膨化過程中N素形態的變化；該有機肥的製備過程是先將各種物料混合均勻，用保溫雙層蒸汽調質氣輸送進熱噴機組將尿素糊化並與尿素載體一起膨化，溫度為80-110℃，時間為30秒種左右。由於膨化過程主要是物理過程，且時間較短，不至於有機物、磷酸鹽和硝酸鹽分解；而尿素是一種有機分子，在溫度高50℃時可縮合成縮二脲，高於135℃使即發生分解反應。縮二脲是一種對植物有害的物質，在含氮肥料中有嚴格限制(小於0.5％)該三維有機肥中的縮二脲含量進為0.0249％，目前國家對一級尿素縮二脲的含量標準是不能超過0.5％，而該有機肥遠低於該值，說明尿素在膨化過程中，並未大量形成縮二脲。
在該方法中由於採用了膨化技術，通過瞬時高溫高壓的膨化，使尿素等添加速效氮的糊化，改變其形態，從而達到了有機無機的完全融合，使真正意義上的二維複合得以實現。篩分過程經過膨化的物料通過吸風冷卻裝置25後，進行分級篩分過程。工作時物料進入篩分機26後，大顆粒首先被篩除，成品及小顆粒進入第二層篩分，成品由成品出料口進入下一道工序，大顆粒由小顆粒出料口出料返回。噴菌、撲粉、包衣、整粒、篩分過程通過整粒裝置27，把各種需要在添加的有機氧分及菌液按需要的比例調和，利用噴吐設備噴塗於膨化顆粒表面，之後進行整形和包衣、篩分。噴塗溫度在50℃左右，物料呈橢圓或圓形顆粒狀。物料溫度45～80℃。
該方法中採用了撲粉造粒技術，通過膨化後的物料是蓬鬆狀的海綿體，溼度在15％左右，具有利於微生物存活所需的空間。利用噴塗設備，將微生物均勻的噴塗到該物料中，可有力避免膨化對熱敏性菌種造成的失效，同時噴塗特定的菌種後，可保證施肥時肥料中含有所需要的活菌數。這些有益菌群進入到植物根系土後可以免受雜菌幹擾，得以健康的生長，也利於土壤中的微生物分解利用，因此提高了肥效。然後通過轉鼓造粒機造粒，該造粒方法對物料沒有其他負面影響，同時更利於微生物和有機無機的結合體融合。從而實現有機無機微生物三維有機肥的複合。
該方法中還採用了包膜/包衣技術，包膜技術是將噴塗生物菌的膨化顆粒包衣，膨化顆粒與一般造粒顆粒不同，膨化顆粒自身是多孔狀海綿體顆粒，當生物菌噴塗到顆粒上時，生物菌便進入到顆粒的每個膨鬆孔中，此時顆粒含水率為15％左右，在膨化顆粒外部均勻地包一層膜，該膜是經特殊材料製成的，存放時可保持顆粒中的水分損失很慢，同時避免其他有害物質感染有益菌群。當肥料施到地裡時，該膜能迅速崩解釋放出生物菌群、有機質及養分。通過實施該技術，可有利避免後噴菌群由於長期存放而死亡的問題，延長了生物有機肥料的存放期。另外，經過包衣圓整的顆粒可與現有的施肥機械很好的相適應。現有的施肥機械落料口基本上是規則的圓形開口，常規制粒機製得的顆粒由於兩端的毛刺經常導致落料不均，球形顆粒可有效的解決該問題。排糞輪形狀和尺寸結構以化肥小圓粒而設計，對現有制粒機得到的柱壯顆粒不適合。此外，球形顆粒的比表面積小，包裝更省空間，更方便運輸。
乾燥冷卻過程主要設備是複合圓震動乾燥機28由多層螺旋環狀孔板組成主機體，下部裝有振動電動機，用彈簧支撐在機架上。利用振動電動機的激振，使物料沿螺旋環狀孔板從上層向下層連續運動，熱風從下向上依次透過孔板通過各層物料，使物料烘乾。風溫小於60℃，乾燥冷卻至產品含水率18％。
定量包裝過程主要設備是電子定量打包裝置29，它是一種機、電、氣動相結合的自動稱重、打包、縫口設備。乾燥好的物料屬於成品，經鬥式提升機輸送到電子打包秤，進行包裝，可實現規格為25～50kg/包，每分鐘4～6包的定量包裝。
在
圖1、2、3、4、5、6中，本發明的實施例中，該三維複合肥的成套生產設備主要由調質混合器10、鋪糞車11、發酵攪拌機12、移動行車13、發酵槽軌道14、充氧系統15、發酵槽18、上料裝置21、配料裝置22、攪拌裝置23、膨化裝置24、吸風冷卻裝置25、分級篩26、整粒裝置27、烘乾裝置28、電子定量打包裝置29組成。
在本發明的實施例中，利用本發明的方法和設備生產的三維有機複合肥是一種多維高效生物有機複合肥，具有優質、養分含量、生物活性高、微量元素豐富的特點；在有機肥製備過程中，添加了大量的尿素等速效氮肥，尿素在乎化和膨化過程中，由於時間短，沒有增加對植物有害的縮二脲。該有機肥在自然放置時，存在一定程度的發酵降解，全氮含量有所下降，銨態氮和銷態氮含量在前兩個星期內均呈增長趨；該有機肥添加的尿素在包裝物中分解的速度比在土壤重要慢的多，兩星期後的殘留量約為80％，這對於減少銨的揮發及反銷化的損失，使該有機肥在施用前保持較高的肥效是有益的。
利用本發明生產的三維有機複合肥，是多元生物有機複合肥集微生物學、生態學、土壤學和植物營養學最新研究成果於一體的新型肥料，在下表中該三維有機複合肥的主要性能指標如下
該三維複合有機肥外觀呈黑色，溼潤蓬鬆狀顆粒。具有有機質含量高(發酵6天後有機質含量為59.34)，全氮量10.56％，銨態氮3.01％，銷態氮含量1.08％，磷、鉀以及微量元素等養分含量也遠遠高於一般有機肥含量，具有全量養分高，同時該有機肥的供肥特性可謂長、短兼顧，且高含量有機質分解可緩慢持續地供肥，同時較高含量的速效養分又可迅速供作物吸收利用；融合生物肥、有機肥和無機肥優點，優勢互補，體現了長效養分與速效養分相結合、大量元素與微量元素相結合、有機物質與無機物質相結合、生物與肥生物相結合。因此這種生物有機複合肥具有三大功能①可長期穩定地微作物提供各種所需養分，提高作物產量②改善農產品品質，尤其是用於生產綠色食品；③可以提高土壤有機質含量，改良土壤的物理、化學及生物形狀。
在同樣實驗條件下，畝施俄羅斯複合肥和該有機複合肥，後者的作物長勢要大於前者，成穗率也比前者高出3％。在同樣實驗條件下，畝施俄羅斯複合肥和黑珍珠有機複合肥，以魯麥23號做實驗，平均產量增加34公斤，增產8.7％。用不同處理在相同時期內辣椒的株高、幅寬及掛果數表明，該有機肥供給養分是平衡的且肥效利用率高，同時Vc及粗脂肪含量也要高出5-7％。
權利要求
1.一種複合肥料，由有機肥、無機肥和微生物菌複合而成三維有機複合肥，其特徵在於，所述三維有機複合肥是預先通過在有機固體廢物中加入微生物菌群進行發酵處理後得到的純有機肥與無機肥料混合，再經膨化、噴菌、撲粉、包衣、整粒而形成，所述三維有機複合肥為有機/無機/微生物三維一體的多孔海綿體顆粒狀外包衣肥料。
2.一種複合肥的製造方法，其特徵在於，至少包括如下步驟G、對有機固體廢棄物進行發酵預處理；H、與其他物料進行配料混合，；I、進行膨化處理；J、噴菌、撲粉、包衣、整粒；K、乾燥、冷卻；L、成品。
3.根據權利要求2所述的製造方法，其特徵在於，所述發酵預處理過程包括對所述有機固體廢棄物進行調質、攤鋪、充氧曝氣、翻拌、後腐熟過程。
4.根據權利要求3所述的製造方法，其特徵在於所述調質過程中還包括加入菌過程。
5.根據權利要求2所述的製造方法，其特徵在於，在進行膨化處理之後以及在進行噴菌、撲粉、包衣、整粒之後還分別包括篩分過程。
6.根據權利要求2所述的製造方法，其特徵在於，所述膨化處理過程是指將混合物料進行高溫瞬時膨化過程，使混合物料在膨化腔內受到瞬時磨擦、剪切、搓揉、高溫、高壓作用，使無機化肥糊化，從而使有機肥料與無機肥料完全融合。
7.根據權利要求2所述的製造方法，其特徵在於，所述噴菌撲粉整粒過程是利用噴塗設備將菌液噴塗在膨化顆粒表面，再進行整形和包衣，整形後的顆粒呈橢圓或球形狀。
8.根據權利要求2所述的製造方法，其特徵在於，在所述調質過程中，水分保持在50-65％，炭氮比為20-30∶1，同時加入快速降解有機物和纖維的生物菌；所述配料、混合過程含水率保持在18-24％；所述膨化溫度為80-110℃，膨化時間約30秒。
9.一種複合肥的製造設備，由固體廢棄物前預處理設備和後續處理設備組成，其特徵在於所述前預處理設備包括一鋪糞車，用於接收調質處理後的固體廢棄物並將其送到發酵槽適當位置後鋪撒，以及一發酵攪拌機，用於將發酵槽內的固體廢棄物進行翻堆、攪伴、移動以使發酵物疏鬆、含氧量增加，加快發酵降解；所述後續處理設備至少包括配料攪拌裝置、膨化裝置、冷卻裝置、分級裝置、整粒裝置、烘乾裝置；所述配料攪拌裝置與所述膨化裝置相聯，經膨化處理後的混合物料依次經過所述冷卻裝置、分級裝置、整粒裝置後，最後由烘乾裝置烘乾冷卻後製成成品。
10.權利要求9所述的複合肥的製造設備，其特徵在於所述後續處理設備還包括一電子定量打包裝置，用於將所述製成品通過電子包裝稱進行定量包裝。
11.權利要求9所述的複合肥的製造設備，其特徵在於所述膨化裝置為溼法膨化機，所述溼法膨化機用於將所述混合物料加工成具有微孔結構的軟膨化顆粒。
12.權利要求9所述的複合肥的製造設備，其特徵在於所述烘乾裝置為一種複合圓震動乾燥機，所述乾燥機由多層螺旋環狀孔板組成主體，下部裝有振動電動機，並通過彈簧支撐在機架上；物料沿螺旋環狀孔板從下向下運動，熱風從下向上依次透過所述孔板穿過各層物料，使物料烘乾。
全文摘要
本發明提供一種有機/無機/微生物菌三維複合肥及其製造方法和設備,包括:對有機固體廢棄物進行發酵預處理;與其他物料進行配料混合;進行膨化處理;噴菌、撲粉、包衣、整粒;乾燥、冷卻;成品等步驟和相應裝置,該複合肥養分含量高、見效快且可實現無害化、資源化。
文檔編號C05G5/00GK1346819SQ01134728
公開日2002年5月1日 申請日期2001年11月9日 優先權日2001年11月9日
發明者黃希國, 孫長徵, 肖士軍 申請人:現代農裝科技股份有限公司