大顆粒包膜控釋肥料及其生產方法
2023-05-19 10:44:46 1
專利名稱：大顆粒包膜控釋肥料及其生產方法
技術領域：
本發明屬於緩控釋肥料生產領域，是利用複合(混)肥料或單質肥料等原料加工 成大球狀顆粒，在其表面噴塗快速反應成膜組分，快速固化成膜形成大顆粒包膜控釋肥料 及其生產方法。
背景技術：
目前，國內外包膜控釋肥料類型主要有高分子聚合物包膜肥料和無機物包膜肥料 兩大類。無論是哪一種控釋肥料，均為小顆粒狀控釋肥料(粒徑0.5-5mm)，顆粒小，表面積 就大，需要的包膜材料就多，成本就會增加許多，而且顆粒越小越多越不利於生產加工，而 且生產中耗費的能耗也會相應增加。例如，根據多年的控釋肥研究與生產證明，採用流化床 生產小顆粒的控釋肥料，需要的包膜材料一般不能少於4%，否則就會造成包膜不均，嚴重 影響控釋肥料產品的質量。另外，目前在我國和其他國家的果樹以及其它的多年生植物均採用普通常規肥料 或者小顆粒控釋肥料(粒徑0. 5-5mm)，必須一年至少兩次追肥，費工費時(必須開溝施肥或 挖深穴施肥)，而且成本相對較高，每畝果園施一次肥就至少2-3個工，50元/個工，約合人 民幣150元，因此如果一年只施一次肥料，就可減少一次用工，為果農節省成本。本發明，採用普通肥料為原料，將其加工成近似球形(5_15cm)，然後在其外表噴塗 一層反應膜，反應膜快速固化後即為大球形控釋肥料。表面積大大減少，在相同控釋時間的 條件下，包膜材料約是普通控釋肥包膜材料的1/5-1/10，生產成本大大節省。經大量試驗 證明，該控釋肥料在果樹上的氮肥利用率約是普通肥料的1. 5-2倍，如果大面積應用，可以 節省大量的肥料資源，減少因過量施肥而造成的面源汙染等問題.另外，果農應用時也非 常方便，每顆果樹下只需埋4-8個大球控釋肥即可，且每年只需一次施肥，省工省時。另外， 該球狀控釋肥料的核芯肥料，採用機械擠壓法加工而成，避免了普通肥料加工過程中的汙 染和浪費等.例如；普通肥料首先需要將原料粉碎，然後加入水或蒸汽造粒，然後熱空氣烘 幹，在用風冷卻，這一過程消耗大量的電能和熱能，同時又有大量的粉塵排出。而採用擠壓 法加工成大球狀顆粒，每噸消耗的電能只用普通肥料的一半，而且不需要加熱和冷卻，也無 粉塵和氣體排出。因此加工和生產這種大顆粒包膜控釋肥料即具有理論基礎又具有重大的 社會和經濟效益，因此具有開發和應用的廣闊前景。
發明內容
本發明的首要目的在於提供一種比以往普通的包膜控釋肥料顆粒大(直徑 5-15cm)、減少顆粒表面積、減少包膜材料、降低包膜成本、減少汙染和節約用工的新型大顆 粒包膜控釋肥料及其加工方法。本發明的內容是其一是將普通的肥料原料經機械擠壓成型後成球狀大顆粒 (5-15cm)，或近似球狀顆粒，施肥料核芯的密度加大，硬度加大，表面積減少(相對於普通 常規肥料)，可大量節省包膜材料，並減少包膜過程中的能耗和汙染等；其二是用一種快速反應體系作為包膜材料(A組分為一種二氧化碳合成含有多醇基的高分子聚合物，B組分為 一種脂酸鹽和氯化鈣混合物)，噴塗在球狀顆粒表面後可快速固化成膜，成膜的厚度和均勻 度可通過噴塗B組分的數量和比例來控制養分的釋放；其三是在加熱轉過中先將大球狀肥 料顆粒預熱至一定溫度後，將A組分均勻地噴塗到肥料顆粒上，然後在快速噴塗B組分，使 AB兩組分在肥料表面快速固化成膜，形成均勻和緻密的控釋膜殼。首先將肥料原料經混合均勻後用液壓擠壓機擠壓成大顆粒肥料，單顆粒需8-10 噸壓力，直徑為5_15cm，硬度大於12牛頓，然後將大顆粒肥料加入到熱轉鼓中，加熱溫度 為60-85°C，先在肥料顆粒表面噴塗A組分，即二氧化碳合成多醇基高分子聚合物，約佔肥 料重量的0.5% -1.5% ；然後再噴塗B組分，S卩脂酸鹽與氯化鈣的混合物，約佔肥料重量的 0. 5-1. 0%，噴霧壓力為4-8KPa，固化時間為2_5分鐘，固化成膜後儘快將肥料顆粒從包膜 轉鼓中轉出，冷卻、包裝、入庫。加入的A組分為二氧化碳合成含有多醇基的高分子聚合物，例如乙醯化乙二醇， 乙醯化丙二醇和18碳二烯丙三醇等，A組分佔肥料膜殼總重量的優選比例是50-70% ；B組 分為脂酸鹽混合物，例如大豆油脂酸鈉，蓖麻油酸鈉，脂肪酸鉀和硬脂酸鈣等與氯化鈣的混 合物。該組分中，B組分佔膜殼總重量的優選比例是30-50% ；氯化鈣佔B組分總重量的的 優選比例是10-30%。本發明的顯著效果是產品的養分釋放率和釋放期可依據A和B組分兩者的數量 和比例來調節，可精確的控制在1個月到24個月不等。並可以調節養分的釋放高峰期，對 控釋期較長的包膜肥料，可以使其釋放出現多重高峰期。另外還可將具有不同釋放期和不 同釋放高峰特徵的產品按照設定的比例摻混起來，模擬各種作物對養分的需求規律，做成 各種作物專用大球包膜控釋肥。使控釋肥的養分曲線與作物對養分吸收的曲線相同步，達 到養分精準控釋的目的。本發明的主要膜材料是利二氧化碳合成的，具有環保，價格低和可 降解的特點。克服了，膜殼不易降解，長期殘留在土壤中缺點，極為適合目前國際和國內肥 料發展和環境保護的趨勢。本發明採用擠壓成大球形的顆粒肥料，避免了普通肥料造粒過 程中的高能耗和高汙染的缺點，減少了肥料顆粒的表面積，節省了大量的包膜材料，用量不 到普通控釋肥料包膜材料的1/5，既達到了養分精確控釋又解決了制約控釋肥料發展的最 大難題——成本高的問題。用此工藝生產生產的大顆粒包膜控釋肥產品，已在國內多種果樹和林木上等上進 行大量的試驗，試驗結果表明，此產品具有顯著的增產或增效作用，在等價值和等養分的情 況下，效果明顯優於普通肥料或普通小顆粒包膜控釋肥料，必將具有極為廣闊的推廣應用 前景。
圖1 本發明的球狀大顆粒包膜控釋肥料生產工藝流程中1首先將肥料原料混合擠壓成大球狀顆粒，2是在加熱轉鼓中使球狀大顆粒 肥料預熱到60-85°C，3是將A組分噴塗到球狀大顆粒肥料表面，4是將B組分再噴塗到A組 分的外面，5是待4中的A和B組分固化成膜後需儘快將肥料球從包膜轉鼓中轉移到冷卻轉 鼓進行冷卻，6是將冷卻後的包膜肥料稱量、包裝、入庫。具體實施例方式實施例1 將200kg肥料粉，經液壓擠壓機，加壓擠成直徑為5cm的近似球狀大顆粒肥料，將 其裝入加熱轉鼓中(1)，加熱至60-85°C (2)，將乙醯化乙二醇lkg，用雙流體噴嘴在霧化壓 力為4kpa，兩分鐘內全部噴塗於大顆粒肥料表面(3)。將lkg的B組分(大豆油脂酸鈉 0. 8kg和氯化鈣0. 2kg)再噴塗到包有乙醯化乙二醇大顆粒肥料表面上，2-5分鐘固化成膜 (4)，所得大顆粒包膜控釋肥料中樹脂膜總量佔全部控釋肥總重的左右，將大顆粒包膜 控釋肥料輸入冷卻轉鼓中，使其冷卻至室溫(5)，即可包裝、貯存(6)。所得控釋肥料產品土 壤中養分控制釋放時間約為8個月。實施例2:將200kg肥料粉，經液壓擠壓機，加壓擠成直徑為10cm的近似球狀大顆粒肥料，將 其裝入加熱轉鼓中(1)，加熱至60-85°C (2)，將乙醯化乙二醇0.8kg，用雙流體噴嘴在霧化 壓力為4kpa，兩分鐘內全部噴塗於大顆粒肥料表面(3)。將0. 6kg的B組分(大豆油脂酸 鈉0. 5kg和氯化鈣0. lkg)再噴塗到包有乙醯化乙二醇大顆粒肥料表面上，2-5分鐘固化成 膜(4)，所得大顆粒包膜控釋肥料中樹脂膜總量佔全部控釋肥總重的0. 7%左右，將大顆粒 包膜控釋肥料輸入冷卻轉鼓中，使其冷卻至室溫(5)，即可包裝、貯存(6)。所得控釋肥料產 品土壤中養分控制釋放時間約為12個月。實施例3:將200kg肥料粉，經液壓擠壓機，加壓擠成直徑為10cm的近似球狀大顆粒肥料，將 其裝入加熱轉鼓中(1)，加熱至60-85°C (2)，將18碳二烯丙三醇0.8kg，用雙流體噴嘴在霧 化壓力為4kpa，兩分鐘內全部噴塗於大顆粒肥料表面(3)。將0. 7kg的B組分(蓖麻油酸 鈉0. 6kg和氯化鈣0. lkg)再噴塗到包有18碳二烯丙三醇大顆粒肥料表面上，2-5分鐘固化 成膜(4)，所得大顆粒包膜控釋肥料中樹脂膜總量佔全部控釋肥總重的0. 75%左右，將大 顆粒包膜控釋肥料輸入冷卻轉鼓中，使其冷卻至室溫(5)，即可包裝、貯存(6)。所得控釋肥 料產品土壤中養分控制釋放時間約為12個月。實施例4:將200kg肥料粉，經液壓擠壓機，加壓擠成直徑為15cm的近似球狀大顆粒肥料，將 其裝入加熱轉鼓中(1)，加熱至60-85°C (2)，將18碳二烯丙三醇0.8kg，用雙流體噴嘴在霧 化壓力為4kpa，兩分鐘內全部噴塗於大顆粒肥料表面(3)。將0. 7kg的B組分(蓖麻油酸 鈉0. 6kg和氯化鈣0. lkg)再噴塗到包有18碳二烯丙三醇大顆粒肥料表面上，2-5分鐘固化 成膜(4)，所得大顆粒包膜控釋肥料中樹脂膜總量佔全部控釋肥總重的0. 75%左右，將大 顆粒包膜控釋肥料輸入冷卻轉鼓中，使其冷卻至室溫(5)，即可包裝、貯存(6)。所得控釋肥 料產品土壤中養分控制釋放時間約為24個月。
權利要求
一種表面快速固化成膜的大顆粒包膜控釋肥料及其生產方法，其特徵在於首先將肥料原料經混合均勻後用液壓擠壓機擠壓成大顆粒肥料，單顆粒需8-10噸壓力，直徑為5-15cm，顆粒硬度大於12牛頓，然後將大顆粒肥料加入到熱轉鼓中，加熱溫度為60-85℃，先在肥料顆粒表面噴塗A組分，即二氧化碳合成多醇基高分子聚合物，約佔肥料重量的0.5％-1.5％；然後再噴塗B組分，即脂酸鹽與氯化鈣的混合物，約佔肥料重量的0.5-1.0％，噴霧壓力為4-8KPa，固化時間為2-5分鐘，固化成膜後儘快將肥料顆粒從包膜轉鼓中轉出，冷卻、包裝、入庫。
2.根據權利要求1所述的一種表面快速固化成膜的大顆粒包膜控釋肥料及其生產方 法，其特徵在脂酸鹽與氯化鈣混合物中，氯化鈣佔脂酸鹽組分重量的優選比例是10-30%。
全文摘要
一種以表面快速固化成膜的大顆粒包膜控釋肥料及其生產方法。該發明是首先將肥料原料經配比混合均勻後擠壓成大顆粒肥料，然後，在加熱轉鼓中加熱到60-85℃後，將二氧化碳合成多醇基高分子聚合物和脂酸鹽與氯化鈣的混合物分次噴塗到大顆粒肥料表面上，可快速固化反應，形成緻密、光亮的具有養分控釋功能的膜。與普通控釋肥料相比，該產品可大大減少肥料表面積，節省包膜材料，降低成本，是果樹和林木用肥中的理想肥料，一次使用省工省時，既環保又經濟，適於大規模產業化生產和推廣。
文檔編號C05G5/00GK101811916SQ20101015183
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月16日 優先權日2010年4月16日
發明者張德志, 張民, 楊越超, 耿毓清, 馬麗 申請人:山東農業大學