專利名稱：生物控釋肥料的制備方法
生物控釋肥料的制備方法生物控釋肥料的
背景技術(shù)：
20世紀(jì)70年代以后，肥料行業(yè)推出了數(shù)十種緩釋、控釋肥料，這種肥料的高新技 術(shù)可以較好控制肥料養(yǎng)分釋放速度，氮素利用率高達(dá)60 %至70 %，而且不受土壤類型等復(fù) 雜因素的影響，被稱為是“21世紀(jì)的肥料”，控釋肥料能改變傳統(tǒng)的施肥方式，在多種作物上 可實(shí)現(xiàn)一次性施肥，不用追肥，簡(jiǎn)化施肥程序，從而大大降低了農(nóng)業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度。它具有控釋 長(zhǎng)效作用，可大幅度提高肥料利用率，在同種作物同等產(chǎn)量水平上可節(jié)約資源，減少肥料施 用量，降低成本，增加農(nóng)民收益。生物有機(jī)控釋復(fù)合肥料就是借鑒此類技術(shù)，將含有活性生 物有益菌的生物有機(jī)肥按控釋生產(chǎn)技術(shù)加工，生產(chǎn)出一種能控制氮肥養(yǎng)分釋放速度的新型 生物控釋肥料。在生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)中生物肥料可與其他類肥相互配合形成新的肥種，它分為兩類，一類 是單純通過(guò)其中所含微生物的活動(dòng)，使植物營(yíng)養(yǎng)元素的供應(yīng)量增加，導(dǎo)致植物營(yíng)養(yǎng)狀況的 改善，進(jìn)而產(chǎn)量增加，代表品種是生物菌肥另一類是生物有機(jī)、無(wú)機(jī)復(fù)混肥，還有一類其制 品雖然也有通過(guò)所含的微生物生命活動(dòng)作用使作物增產(chǎn)，但它不僅局限于此，還包括它所 含的控施工藝及材料加工的有機(jī)和無(wú)機(jī)部分合成肥料產(chǎn)品后，針對(duì)植物生長(zhǎng)過(guò)程中起到依 據(jù)植物所需控制養(yǎng)分釋放速度作用，生物控釋肥料即指該類肥料。生物有益菌有根瘤菌、固氮菌、芽孢桿菌等。從市場(chǎng)上現(xiàn)有的生物肥料所含內(nèi)容物 上看，生物有益菌菌多與有機(jī)、無(wú)機(jī)肥相摻混的制品較多。主要?jiǎng)┬蜑楣腆w顆粒狀。固體劑 型主要以草炭為載體，分粉劑、顆粒兩種，但還沒(méi)有有機(jī)、無(wú)機(jī)顆粒肥料和生物有益菌合成 的具有控釋氮肥功能的生物控釋肥料。本發(fā)明所涉及的生物控釋肥料的制造方法由兩道工序組合而成。一是大顆粒尿素 (氮肥)包膜工序，二是無(wú)機(jī)鉀、磷肥料及腐殖酸、生物有益菌顆造粒工序，最后將其混合， 在加工中我們將大顆粒尿素(氮肥)在圓盤造粒機(jī)上包一層緩釋包膜。由于包膜涂層的阻 隔而對(duì)土壤脲酶活性產(chǎn)生抑制作用，使生物控釋肥料中氮肥分解釋放速度明顯降低。同時(shí)， 涂層材料形成的團(tuán)絮物質(zhì)，也有效地減少了生物有機(jī)控釋復(fù)合肥料中的氮肥的揮發(fā)、淋失 和反消化作用，因而提高了生物控釋肥料中氮肥的利用率。二.生物控釋肥料技術(shù)所涉及的領(lǐng)域農(nóng)業(yè)對(duì)生物肥料的需求量不斷增加。由于化肥價(jià)格上漲和使用化肥造成環(huán)境及農(nóng) 產(chǎn)品污染等原因，人們開(kāi)始重視生物和有機(jī)、無(wú)機(jī)相互配合又有控釋效果肥料的生產(chǎn)。這 樣既可彌補(bǔ)各類單質(zhì)肥料的不足，又可生產(chǎn)出肥效均衡的新型的特定控釋生物有機(jī)復(fù)合肥 料。廣義上的控釋肥料常規(guī)測(cè)定方法為。在25°C下?tīng)I(yíng)養(yǎng)釋放能滿足下列3個(gè)條件，則該肥 料可稱為控釋肥料(1)24小時(shí)釋放不大于15% ； (2)28天釋放不超過(guò)75% ； (3)在規(guī)定的 時(shí)間內(nèi)，至少有75%被釋放。生物控釋肥料也按此類方法測(cè)定。生物控釋肥料有如下特點(diǎn)①包裹的氮肥(大顆粒尿素)在水中溶解度小，氮的營(yíng) 養(yǎng)元素在土壤中釋放緩慢，減少了氮元素的損失；②肥效長(zhǎng)期、穩(wěn)定，能源源不斷的供給植 物在整個(gè)生長(zhǎng)期對(duì)氮養(yǎng)分的需求；③具有低鹽指數(shù)，一次大量施用不會(huì)“燒苗”；④減少了施 肥的數(shù)量和次數(shù)，節(jié)約成本；⑤適合不同類型的土壤和植物，有效防止土壤板結(jié)，生物控釋
3肥料設(shè)計(jì)工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品已達(dá)到此要求。生物控釋肥料生產(chǎn)工藝內(nèi)容主要包括兩大類，一類是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)制成的單質(zhì)肥 料，另一類是通過(guò)包裹涂層方式制成緩釋肥料。生物控釋肥料是通過(guò)包裹涂層方式制成的 控氮型生物有機(jī)復(fù)合肥料。該種肥料施入土壤后，在物理和生物因素作用下，生物控釋肥料 中的氮元素逐漸分解，養(yǎng)分緩慢地釋放出來(lái)，可滿足作物整個(gè)生育期對(duì)氮肥料的需要，減少 了氮肥料的淋失、揮發(fā)及反硝化作用所引起的損失，也不會(huì)由于濃度過(guò)高對(duì)作物造成危害， 同時(shí)由于可以作基肥一次施用，也節(jié)省了勞力，并且解決了密植情況下后期追肥的困難。我們知道市場(chǎng)上的復(fù)合肥、有機(jī)肥的生產(chǎn)均為高溫烘干(100°C "300°C )工藝。該 種工藝和設(shè)備所生產(chǎn)的肥料顆粒硬度強(qiáng)，破碎率低。但該種設(shè)備的高溫工藝卻是生物肥料 生產(chǎn)過(guò)程中的大忌。因?yàn)?，生物菌不論是單菌株制劑或多菌株制劑?0°C以上均全部死亡。 所以，利用傳統(tǒng)高溫烘干的肥料生產(chǎn)設(shè)備和工藝生產(chǎn)控釋生物肥料是不行的。生物控釋肥料的制造方法先將有機(jī)、無(wú)機(jī)肥料部分用滾筒高溫烘干造粒后，再將 大顆粒尿素(氮肥)單獨(dú)包膜，生物有益菌則采用常溫?cái)D壓造粒，兩類產(chǎn)品采用不同溫度各 自造粒后，再在常溫下將有機(jī)、無(wú)機(jī)顆粒肥料和生物有益菌顆粒兩種原料按比例摻混攪拌， 這樣生物有益菌粉劑在常溫下造粒無(wú)高溫殺菌，氮肥又有涂層包膜與有機(jī)、無(wú)機(jī)肥料包膜 顆粒相混。具有了控釋效應(yīng)，組成了一種新型生物控釋肥料生產(chǎn)制造方法，三.生物控釋肥料制造方法的內(nèi)容A.生物控釋肥料的配方1.有機(jī)部分腐殖酸2.無(wú)機(jī)部分氮N (大顆粒尿素)磷 P2O5鉀1(203.固體菌劑芽孢桿菌、固氮菌粉末4.混合粘合劑20公斤B.生物控釋肥料制造規(guī)程1.產(chǎn)品特性及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1. 1產(chǎn)品外觀為灰白色顆粒和黑褐色顆粒多種顏色混合，無(wú)明顯機(jī)械雜質(zhì)，顆粒硬 度好。1. 2 產(chǎn)品總養(yǎng)分(Ν+Ρ205+Κ20)彡 42%,1.3 有機(jī)質(zhì)彡 15%。1.4菌數(shù)每克彡0、2億。2.原材料特性及用于生產(chǎn)應(yīng)符合的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)2. 1有機(jī)部分腐殖酸黑色粉末。2. 2無(wú)機(jī)部分硫酸鉀白色或帶淡黃，淺磚紅色，含K2O彡60%。鈣鎂磷肥灰白色、褐色或灰綠色粉末，含P2O5彡14%
單位公斤 180公斤
400公斤 150公斤 240公斤 10公斤
尿素白色顆粒，含N彡46%2. 3 芽孢桿菌、固氮菌黃色粉末每克含菌20億。2. 4 混合粘合劑硅膠羧甲基纖維素瓜爾膠 解，后用重量份數(shù)10%的植物油均勻調(diào)合，形成粘合劑；3.生產(chǎn)工藝主要工作點(diǎn)A、有機(jī)、無(wú)機(jī)肥料顆粒加工程序
木質(zhì)素各等份先用水將其溶1.粉碎
2.配料計(jì)量
3.攪拌
4.濕法造粒
5.烘干
6.冷卻
7.包膜
8.篩分
9.加菌球
10攪拌
11篩分
12包裝
13入庫(kù)
14檢測(cè)
B、高濃縮生物菌顆粒加工程
① 原料粉碎
② 輸送帶滅菌
③.計(jì)量
④ 菌劑添加
⑤.摻混攪拌
⑥.造粒整形
C.成品質(zhì)量指標(biāo)檢查項(xiàng)目
2.總養(yǎng)分(N+P205+K20)42%
3.水分< 5%
4.有機(jī)質(zhì)彡15%
5.粒度3. 0毫米6. PH ^ 47.每克含菌0、2億以上。四.生物控釋肥料制造方法的實(shí)施方式生物控釋肥料制造方法的實(shí)施方式分兩段工序一是有機(jī)、無(wú)機(jī)肥料加工及大顆粒尿素(氮肥)包膜工序。二是生物菌顆粒加工工序，后期是二者摻混合成。(一).有機(jī)、無(wú)機(jī)顆粒肥料加工及大顆粒尿素(氮肥)包膜工序
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1.粉碎各種原料在制備前，有機(jī)部分經(jīng)鏈?zhǔn)椒鬯闄C(jī)粉碎，無(wú)機(jī)部分經(jīng)籠式粉碎 機(jī)加細(xì)粉碎后，進(jìn)入下一道工序。2.配料計(jì)量經(jīng)粉碎的各種原料按配方比例經(jīng)計(jì)量進(jìn)入下一道工序，大顆粒尿素 (氮肥)單獨(dú)計(jì)量以備分機(jī)包膜。3.攪拌經(jīng)配料計(jì)量的原料經(jīng)皮帶機(jī)送入混合機(jī)攪拌混合均勻，每一批次料攪拌 時(shí)間不得少于3分鐘，進(jìn)入下一道工序。4.滾筒造粒經(jīng)攪拌后的原料按批量經(jīng)皮帶機(jī)送入滾筒造粒機(jī)中進(jìn)行造粒，完全 造粒后經(jīng)皮帶機(jī)送入下一道工序。5.烘干將造粒機(jī)輸出的顆粒，按批量送入回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)，將熱風(fēng)爐輸出的氣 溫依次由100°c逐次升溫至280°C，將顆粒含水率烘干至5%—下。進(jìn)入下一道工序。6.冷卻將熱風(fēng)爐烘干后輸出的含水率低于8%的顆粒經(jīng)皮帶機(jī)送入回轉(zhuǎn)式冷卻 器進(jìn)行冷卻，冷卻至45°C后經(jīng)皮帶機(jī)送入下一道工序。7.包膜將大顆粒尿素(氮肥)用混合粘合劑加腐殖酸粉末、磷礦石粉(固體)包 膜，混合粘合劑均勻噴涂在大顆粒尿素表面后將腐殖酸粉末和磷礦石粉按比例添加在圓盤 造粒機(jī)中，大顆粒尿素表面逐建形成緩控薄膜，薄膜的厚度形成可根據(jù)產(chǎn)品要求進(jìn)行一次 包膜和多次包膜后經(jīng)輸送帶進(jìn)入下一道工序。8.篩分將顆粒經(jīng)振動(dòng)篩分選，篩分出大、中、小三類顆粒，將粒度3.0毫米的顆粒 轉(zhuǎn)入下一工序，不合格的顆粒返回重新造粒。9.加菌粒將篩分出的成品顆粒按比例輸送到存儲(chǔ)罐內(nèi)，在將高濃縮微生物菌顆 粒按比例混合在存儲(chǔ)罐內(nèi)，經(jīng)皮帶機(jī)送入下一道工序。10.攪拌將皮帶機(jī)輸出的顆粒，按批量送入混合機(jī)攪拌混合均勻，每一批次料攪 拌時(shí)間不得少于3分鐘，進(jìn)入下一道工序。11.篩分將顆粒經(jīng)振動(dòng)篩分選，篩分出大、中、小三類顆粒，按粒度品級(jí)轉(zhuǎn)入下一工序。12.包裝，將顆粒按品級(jí)經(jīng)自動(dòng)計(jì)量包裝機(jī)包裝成50公斤/袋。送入庫(kù)房。13.入庫(kù)將顆粒肥計(jì)量成袋后，送入庫(kù)房，每?jī)蓢嵰欢?，碼放整齊。14.檢測(cè)質(zhì)檢員按要求，每一批次檢測(cè)一個(gè)樣品。(二)·生物菌顆粒加工工序1.原料粉碎產(chǎn)品所用各種原料在原料粉碎工序分別經(jīng)過(guò)粉碎機(jī)的粉碎，加工成 適合生產(chǎn)需要的細(xì)度。2.輸送帶滅菌通過(guò)輸送帶時(shí)，振動(dòng)機(jī)構(gòu)使帶上物料上下翻動(dòng)，經(jīng)過(guò)多道紫外線 燈照射消毒滅殺有害雜菌。3.計(jì)量按工藝配方比例，分別稱取各種制備好的物料。4.菌劑添加將一定量的菌劑，均勻噴灑在以草炭為主的原料上，使其單位質(zhì)量 的含菌量達(dá)到工藝要求。5.摻混攪拌將經(jīng)過(guò)計(jì)量的物料加入到攪拌機(jī)中充分?jǐn)嚢?，直至各種物料混合均 勻。6.造粒整形將混拌均勻的物料送到擠壓造粒機(jī)中，通過(guò)造粒機(jī)的對(duì)棍積壓，完 成造粒過(guò)程，再經(jīng)過(guò)下部的整形器完成整形過(guò)程后將有機(jī)、無(wú)機(jī)顆粒和生物菌顆粒按比例
6配合攪拌計(jì)量裝袋入庫(kù)。 目前生物肥料雖有幾種產(chǎn)品形式，但有機(jī)、無(wú)機(jī)肥料與生物菌顆粒相配合的控氮 型控釋顆粒肥料無(wú)。而本制造方法能成功的生產(chǎn)出具有有機(jī)、無(wú)機(jī)和有益菌多重效果的控 氮型控釋顆粒肥料。
權(quán)利要求
生物控釋肥料的制造方法，其特征是所含的生物有益菌是吸附在草炭上經(jīng)常溫?cái)D壓造成3.0毫米的褐色小顆粒，經(jīng)常溫?cái)D壓造粒后生物有益菌顆粒每克含菌數(shù)量20億以上。
2.將大顆粒尿素(氮肥)按比例包膜，包膜劑由液體、固體兩部分組成，液體為混合粘 合劑，固體為腐殖酸粉末及磷礦石粉。在園盤造粒機(jī)中將混合粘合劑按比例分批次噴灑，在 將固體的腐殖酸粉末和礦石粉分批次逐建倒入圓盤造粒機(jī)中，形成薄膜包在大顆粒尿素表 面，這樣就形成了一層約為幾十微米至一毫米的包裹控釋層。因包裹控釋層厚度是按需求 控制的，所以在常溫的土壤下會(huì)按包裹層的薄厚逐漸緩慢溶解釋放氮肥起到緩控效果。
3.經(jīng)包膜的大顆粒尿素(氮肥)顆粒再與生物菌顆粒、鉀、磷肥料顆粒按比例摻混，從 而使該種肥料的總養(yǎng)分中既有有機(jī)、無(wú)機(jī)成分還有的生物有益菌成分，成為一種控氮型多 用途的全價(jià)控釋均衡復(fù)合肥。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述生物有益菌經(jīng)造粒，大顆粒尿素(氮肥)經(jīng)包膜后再與灰白色 鉀、磷肥料的顆粒摻混。有機(jī)、無(wú)機(jī)肥料顆粒的形成由如下配比才能達(dá)到理想的肥效大顆 粒尿素(氮)400公斤，磷150公斤，鉀240公斤，腐殖酸200公斤，每克含菌數(shù)量20億以上 的生物有益菌顆粒10公斤。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述生物有機(jī)控釋復(fù)合肥料是由有機(jī)、無(wú)機(jī)二種原料摻混的，摻混 的比例大顆粒尿素(氮肥)、磷、鉀、腐殖酸顆粒肥料占99 %，生物有益菌顆粒占1 %。摻混 后的生物有機(jī)控釋復(fù)合肥料總養(yǎng)分為42%。其中灰白色無(wú)機(jī)肥料顆粒中氮含量22% (包 膜)、磷含量9%、鉀含量11 %。腐殖酸15%，每克含有益菌數(shù)量0、2億以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述高濃縮的生物有益菌顆粒為黑褐色。而權(quán)利要求4所述的有 機(jī)、無(wú)機(jī)肥料顆粒為灰白色。按比例經(jīng)摻混攪拌生物有機(jī)控釋復(fù)合肥料的成品顆粒外觀特 征為兩種以上顏色。
全文摘要
本發(fā)明所涉及的是一種通過(guò)包裹方式制成的生物控釋肥料的制造方法。該方法生產(chǎn)出的生物控釋肥料是一種能控制氮肥養(yǎng)分釋放速度的新型生物控釋肥料。生物控釋肥料的制造方法由兩道工序組成。一是大顆粒尿素(氮肥)包膜工序，二是無(wú)機(jī)鉀、磷肥料及生物有益菌造粒工序，最后將幾種顆粒按比例混合在一起。在加工中我們將大顆粒尿素(氮肥)在包膜機(jī)上包一層緩釋包膜。由于包膜涂層的阻隔而對(duì)土壤脲酶活性產(chǎn)生抑制作用，使生物控釋肥料中氮肥分解釋放速度明顯降低。同時(shí)，涂層材料形成的團(tuán)絮物質(zhì)，也有效地減少了生物有機(jī)控釋復(fù)合肥料中的氮肥的揮發(fā)、淋失和反消化作用，因而提高了生物控釋肥料中氮肥的利用率。
文檔編號(hào)C05G3/08GK101885635SQ20091013673
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者張希純, 陳久順 申請(qǐng)人:張希純;陳久順