水溶性樹脂流化包膜控釋肥料製備方法
2023-05-26 11:04:21 1
專利名稱：水溶性樹脂流化包膜控釋肥料製備方法
技術領域：
本發明涉及一種肥料製備方法，尤其是包膜型控釋肥料的製造方法。
背景技術：
迄今為止控釋肥料中的包膜型控釋肥料分為兩大類，一類是以美國Scotts公司的Osmocote為代表的樹脂包膜型控釋肥料；另一類是日本等國以聚乙烯類塑料包裹尿素或複合肥生產的包膜型控釋肥料。根據現有資料報導，這兩類控釋肥料的使用現狀和不足之處表現如下樹脂包膜型控釋肥料樹脂包膜型控釋肥料相對於聚乙烯類塑料包裹型控釋肥料而言是質量較高，控制養分釋放速度效果好的一種控釋肥料。通常這種肥料的優點表現在，肥料供肥的速度只取決於包膜的厚度和環境的溫度。當環境的溫度一定時，包膜越厚肥料釋放養分的速度越小，包膜越薄肥料的供肥速度越快。在包膜後度一定時，環境的溫度升高，肥料的供肥速度增加。肥料釋放養分的速度和除溫度以外的其他環境因素，如酸鹼度、水分、微生物活性等無關。正是由於樹脂包膜型控釋肥料的養分釋放與環境溫度有關，所以一般認為這類肥料使用後，隨著作物生長期的延長和氣溫的升高，作物需肥量增大，恰巧肥料的養分釋放量隨溫度的升高而增大，所以樹脂包膜肥料屬於真正的控釋肥料。
存在問題雖然樹脂包膜型控釋肥料的控釋效果較好，但是該肥料的製造工藝複雜，設備投資大，包裹樹脂的過程需要長時間高溫處理。因此製造樹脂包膜控釋肥料的設備複雜，能耗大，導致肥料的製造成本高，銷售價格高，肥料的價格可高達包膜前的8倍～幾十倍。另外，一旦包膜的厚度一定，該肥料中養分的釋放速度就一定，事實上造成養分的供應速度與作物的需求不一致。因此樹脂包膜控釋肥料的應用範圍非常有限，主要施用於花卉、家庭栽培植物、高經濟價值植物、高爾夫球場草坪、大規模油棕種植場、沙漠栽培等。即使在這類植物上應用，也存在成本高的問題。因此其總消費量有限。控釋肥料的大規模製造和大面積應用有待於發明同質量低成本的控釋肥料的製造技術。
聚乙烯類包膜控釋肥料聚乙烯類包膜控釋肥料是將回收的聚乙烯類塑料溶解後包裹於尿素表面製成的長效尿素。該方法和肥料最早在20世紀用於日本，20世紀90年代我國北京農業科學院從日本進該技術並建廠製造聚乙烯包膜尿素。該包膜尿素能延長尿素在土壤中的保留時間，避免了尿素迅速水解或隨水流失，因此可以提高尿素的氮肥利用率。在日本包膜尿素已普遍應用於水稻生產中。
存在問題雖然聚乙烯尿素能抑制尿素的水解和延長尿素的供肥時間，但是這類控釋肥料也存在以下幾個問題。第一，聚乙烯的溶劑大多為有機溶劑，因此增加了肥料的製造成本，聚乙烯包膜尿素的市面價格是普通尿素的的5～6倍。第二，有機溶劑易燃易爆，使聚乙烯包膜尿素的製造過程存在安全隱患。第三，該類肥料大多以包裹尿素為主，因此控釋肥料控制的養分種類比較單調，施用不便。第四，該類控釋肥料有汙染環境的問題。一方面是包膜尿素的外殼殘留於土壤，久而久之造成土壤內部的白色汙染，即把面原白色汙染轉變成土壤內部的白色汙染。另一方面，肥料製造過程有機溶劑的揮發造成大氣汙染。
綜上所述，樹脂包膜控釋肥料的主要問題是包膜材料貴，包膜的工藝複雜，從而造成肥料的價格高；聚乙烯包膜控釋肥料的問題不僅是包膜材料貴而造成肥料的價格高，而且該肥料從製造到應用還都存在環境汙染問題。由此可見，相對而言前者可取。只要能改進其工藝和降低其製造成本，那麼樹脂包膜控釋肥料就是一個理想的控釋肥料。
技術內容本發明的目的提供應用水溶性樹脂在低溫常壓下採用流化工藝包膜製造控釋肥料的方法，利用該方法可在常壓和既節約能源，又無需有機溶劑的條件下製造樹脂包膜型複合肥料，並製成養分供應數量和氮磷鉀比例可因作物而異的控釋肥料。
本發明的技術方案1)樹脂溶解於醋酸水溶液中，調配成質量比40％的樹脂溶液。此溶液就是包膜的原材料。
2)包膜的工藝。
包膜的流程首先將肥料進行篩分，去除粉塵，並根據應用對象的要求對顆粒進行分級，使其90％以上的顆粒在1～5mm的粒級內。大田作物和果樹，如水稻、荔枝、香蕉等的粒級介於3～5mm，草坪的介於1～2mm。
包膜前預熱在包膜前將肥料置於流化包膜床，在50～60.C的溫度下將肥料在流化床內烘乾20～30分鐘。
包膜的參數(1)包膜的溫度流化床包膜室內溫度為40～46.C。
(2)流化壓力將流化壓力調至原料在流化床內可以升高至流化室2/3高處。
(3)霧化壓力霧化壓力為0.2Mpa。
(4)包膜材料供料速度蠕動泵轉速為3～5rpm。
3)包膜設備小型中試設備為5kg的流化床，大規模生產設備為容量125～250kg的流化床。
4)包膜後處理在上述條件下，將樹脂溶液完全、均勻包裹在肥料表面。包裹結束後，在流化床內繼續烘乾20～30分鐘。然後如下所述對包膜後的肥料表面進行防結塊處理在流化狀態下在包膜肥料的表面包裹一層防潮防結塊固體粉劑。用量為肥料重量的5％。防結塊劑粉劑為500目的膨潤石粉。
本發明可用於以水溶性樹脂包裹任何氮磷鉀比例的顆粒狀複合肥而製造包膜型控釋肥料，包膜的厚度可以通過包膜材料(樹脂溶液)的多少任意調節。
與現有技術相比，本發明的優點如下(1)材料方面選用水溶性樹脂，降低了溶劑的費用。然而由於包膜材料仍然為樹脂，故此肥料的性質等同於Scotts的Osmocote控釋肥料。
(2)包膜的溫度在40～46.C範圍內，與美國Scotts公司同為樹脂包膜的Osmocote控釋肥料工藝相比，能耗小，成本低。
(3)包膜工藝和設備簡單。
(4)與聚乙烯塑料包膜控釋肥料相比，具有可控制養分釋放而包膜材料可最終降解(水溶性樹脂)，對環境無汙染的優點。
現結合實列說明該方法的應用過程
實施項目利用流化包膜法製造水溶性樹脂包膜型控釋肥料製備過程和步驟1.將400g水溶性樹脂溶解於1000ml醋酸水溶液中製成40％的樹脂水溶液。
2.根據荔枝生長期各營養階段的營養需求選擇氮磷鉀分析式分別是20-10-10，10-20-20和13-10-21的三種星王氮磷鉀複合肥。
3.確定包膜厚度，根據荔枝秋梢發育期所施用的複合肥(20-10-10)的供肥期為0～5個月，花芽分化和開花期的為1～9個月(複合肥選用10-20-20)，果實發育期的為1～11個月(複合肥選用13-10-21)的要求。20-10-10複合肥的包膜厚度，按照膜材(幹樹脂計算)佔肥料總量的百分比計算，為4％，10-20-20的為6％，13-10-21的為8～10％。
4.包膜前準備。將肥料按照要求計量後置於流化室，並將計量後的包膜材料溶液置於盛液罐中。
5.開機後先將流化室的溫度調至50～60.C，並在流化的情況下工作20～30分鐘。在包膜前使肥料完全乾燥。
6.待肥料烘乾後，把流化室的溫度降至42.C，把流化壓力調至肥料在流化床內可以升高至流化室2/3高處，把霧化壓力閥打開使霧化壓力達到0.2Mpa，開動蠕動泵，並調節泵的轉速為3～5rpm。
7.在上述條件下進行流化包膜，直至將樹脂溶液包完。包膜過程隨時觀察流化室內的肥料有無結塊。如有結塊現象表明流化壓力不足，應增加流化壓力。包完後繼續在流化室內烘乾20～30分鐘。
8.烘乾後用肥料重5％的膨潤石粉在流化狀態下處理包膜肥的表面以防結塊。
9.把肥料置於密封袋內包裝。
10.取少量包膜肥料樣品檢測肥料包膜的完整性、保肥供肥性能。當檢驗合格後即可出廠。
權利要求
1.水溶性樹脂流化包膜控釋肥料製備方法其特徵在於(1)將肥料進行篩分，去除粉塵，使其90％以上的顆粒的粒級在1～5mm，(2)將肥料置於流化包膜床，在50～60℃下進行乾燥，調整流化床包膜室內溫度為40～46℃，流化壓力使原料在流化床內升高至流化室2/3處，霧化壓力0.2Mpa，用蠕動泵轉速3～5rpm，將質量為40％的樹脂溶液均勻地噴塗於肥料表面形成包膜，包膜完成後，包膜肥料在流化床內繼續烘乾20～30分鐘，然後在流化狀態下，按照肥料用量的5％加入500目的膨潤石粉進行包膜控釋肥的防結塊處理，得包膜控釋肥料。
2.根據權利要求所述的包膜控釋肥料的製備方法，其特徵在於質量為40％的樹脂溶液是用醋酸水溶液製備而成。
全文摘要
本發明涉及肥料製造領域，尤其是包膜控釋肥料的製備方法。是一種以水溶性樹脂包裹任意氮磷鉀比例的顆粒狀複合肥而製造包膜型控釋肥料的方法。該方法根據保肥供肥期的要求，在低溫常壓下採用流化床將一定量的水溶性樹脂溶液包裹在顆粒狀複合肥料表明而將其製備成包膜型控釋肥料。本發明能有效地解決以往樹脂包膜需要高溫、特殊裝備和工藝的問題，從而以簡單的工藝和設備並在低能耗下製造出樹脂包膜型控釋肥料。
文檔編號C05G5/00GK1473806SQ0314009
公開日2004年2月11日 申請日期2003年8月7日 優先權日2003年8月7日
發明者樊小林 申請人:華南農業大學