CN101885635A

CN101885635A - 生物控释肥料的制备方法

Info

Publication number: CN101885635A
Application number: CN2009101367360A
Authority: CN
Inventors: 张希纯; 陈久顺
Original assignee: Individual
Current assignee: Zhang Xichun
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2029-05-14
Also published as: CN101885635B

Abstract

本发明所涉及的是一种通过包裹方式制成的生物控释肥料的制造方法。该方法生产出的生物控释肥料是一种能控制氮肥养分释放速度的新型生物控释肥料。生物控释肥料的制造方法由两道工序组成。一是大颗粒尿素(氮肥)包膜工序，二是无机钾、磷肥料及生物有益菌造粒工序，最后将几种颗粒按比例混合在一起。在加工中我们将大颗粒尿素(氮肥)在包膜机上包一层缓释包膜。由于包膜涂层的阻隔而对土壤脲酶活性产生抑制作用，使生物控释肥料中氮肥分解释放速度明显降低。同时，涂层材料形成的团絮物质，也有效地减少了生物有机控释复合肥料中的氮肥的挥发、淋失和反消化作用，因而提高了生物控释肥料中氮肥的利用率。

Description

生物控释肥料的制备方法

生物控释肥料的技术背景

20世纪70年代以后，肥料行业推出了数十种缓释、控释肥料，这种肥料的高新技术可以较好控制肥料养分释放速度，氮素利用率高达60％至70％，而且不受土壤类型等复杂因素的影响，被称为是“21世纪的肥料”，控释肥料能改变传统的施肥方式，在多种作物上可实现一次性施肥，不用追肥，简化施肥程序，从而大大降低了农业劳动强度。它具有控释长效作用，可大幅度提高肥料利用率，在同种作物同等产量水平上可节约资源，减少肥料施用量，降低成本，增加农民收益。生物有机控释复合肥料就是借鉴此类技术，将含有活性生物有益菌的生物有机肥按控释生产技术加工，生产出一种能控制氮肥养分释放速度的新型生物控释肥料。

在生产实现中生物肥料可与其他类肥相互配合形成新的肥种，它分为两类，一类是单纯通过其中所含微生物的活动，使植物营养元素的供应量增加，导致植物营养状况的改善，进而产量增加，代表品种是生物菌肥：另一类是生物有机、无机复混肥，还有一类其制品虽然也有通过所含的微生物生命活动作用使作物增产，但它不仅局限于此，还包括它所含的控施工艺及材料加工的有机和无机部分合成肥料产品后，针对植物生长过程中起到依据植物所需控制养分释放速度作用，生物控释肥料即指该类肥料。

生物有益菌有根瘤菌、固氮菌、芽孢杆菌等。从市场上现有的生物肥料所含内容物上看，生物有益菌菌多与有机、无机肥相掺混的制品较多。主要剂型为固体颗粒状。固体剂型主要以草炭为载体，分粉剂、颗粒两种，但还没有有机、无机颗粒肥料和生物有益菌合成的具有控释氮肥功能的生物控释肥料。

本发明所涉及的生物控释肥料的制造方法由两道工序组合而成。一是大颗粒尿素(氮肥)包膜工序，二是无机钾、磷肥料及腐殖酸、生物有益菌颗造粒工序，最后将其混合，在加工中我们将大颗粒尿素(氮肥)在圆盘造粒机上包一层缓释包膜。由于包膜涂层的阻隔而对土壤脲酶活性产生抑制作用，使生物控释肥料中氮肥分解释放速度明显降低。同时，涂层材料形成的团絮物质，也有效地减少了生物有机控释复合肥料中的氮肥的挥发、淋失和反消化作用，因而提高了生物控释肥料中氮肥的利用率。

二.生物控释肥料技术所涉及的领域

农业对生物肥料的需求量不断增加。由于化肥价格上涨和使用化肥造成环境及农产品污染等原因，人们开始重视生物和有机、无机相互配合又有控释效果肥料的生产。这样既可弥补各类单质肥料的不足，又可生产出肥效均衡的新型的特定控释生物有机复合肥料。广义上的控释肥料常规测定方法为。在25℃下营养释放能满足下列3个条件，则该肥料可称为控释肥料：(1)24小时释放不大于15％；(2)28天释放不超过75％；(3)在规定的时间内，至少有75％被释放。生物控释肥料也按此类方法测定。

生物控释肥料有如下特点①包裹的氮肥(大颗粒尿素)在水中溶解度小，氮的营养元素在土壤中释放缓慢，减少了氮元素的损失；②肥效长期、稳定，能源源不断的供给植物在整个生长期对氮养分的需求；③具有低盐指数，一次大量施用不会“烧苗”；④减少了施肥的数量和次数，节约成本；⑤适合不同类型的土壤和植物，有效防止土壤板结，生物控释肥料设计工艺生产的产品已达到此要求。

生物控释肥料生产工艺内容主要包括两大类，一类是通过化学反应制成的单质肥料，另一类是通过包裹涂层方式制成缓释肥料。生物控释肥料是通过包裹涂层方式制成的控氮型生物有机复合肥料。该种肥料施入土壤后，在物理和生物因素作用下，生物控释肥料中的氮元素逐渐分解，养分缓慢地释放出来，可满足作物整个生育期对氮肥料的需要，减少了氮肥料的淋失、挥发及反硝化作用所引起的损失，也不会由于浓度过高对作物造成危害，同时由于可以作基肥一次施用，也节省了劳力，并且解决了密植情况下后期追肥的困难。

我们知道市场上的复合肥、有机肥的生产均为高温烘干(100℃-300℃)工艺。该种工艺和设备所生产的肥料颗粒硬度强，破碎率低。但该种设备的高温工艺却是生物肥料生产过程中的大忌。因为，生物菌不论是单菌株制剂或多菌株制剂在70℃以上均全部死亡。所以，利用传统高温烘干的肥料生产设备和工艺生产控释生物肥料是不行的。

生物控释肥料的制造方法先将有机、无机肥料部分用滚筒高温烘干造粒后，再将大颗粒尿素(氮肥)单独包膜，生物有益菌则采用常温挤压造粒，两类产品采用不同温度各自造粒后，再在常温下将有机、无机颗粒肥料和生物有益菌颗粒两种原料按比例掺混搅拌，这样生物有益菌粉剂在常温下造粒无高温杀菌，氮肥又有涂层包膜与有机、无机肥料包膜颗粒相混。具有了控释效应，组成了一种新型生物控释肥料生产制造方法，

三.生物控释肥料制造方法的内容：

A.生物控释肥料的配方：

1.有机部分：单位公斤

腐殖酸 180公斤

2.无机部分：

氮N(大颗粒尿素) 400公斤

磷P₂O₅ 150公斤

钾K₂O 240公斤

3.固体菌剂：芽孢杆菌、固氮菌粉末 10公斤

4.混合粘合剂：20公斤

B.生物控释肥料制造规程：

1.产品特性及质量标准

1.1产品外观为灰白色颗粒和黑褐色颗粒多种颜色混合，无明显机械杂质，颗粒硬度好。

1.2产品总养分(N+P₂O₅+K₂O)≥42％，

1.3有机质≥15％。

1.4菌数每克≥0、2亿。

2.原材料特性及用于生产应符合的质量标准

2.1有机部分：

腐殖酸：黑色粉末。

2.2无机部分：

硫酸钾：白色或带淡黄，浅砖红色，含K₂O≥60％。

钙镁磷肥：灰白色、褐色或灰绿色粉末，含P₂O₅≥14％

尿素：白色颗粒，含N≥46％

2.3：芽孢杆菌、固氮菌：黄色粉末每克含菌20亿。

2.4：混合粘合剂∶硅胶∶羧甲基纤维素∶瓜尔胶∶木质素各等份先用水将其溶解，后用重量份数10％的植物油均匀调合，形成粘合剂；

3.生产工艺主要工作点

A、有机、无机肥料颗粒加工程序

1.粉碎

2.配料计量

3.搅拌

4.湿法造粒

5.烘干

6.冷却

7.包膜

8.筛分

9.加菌球

10.搅拌

11.筛分

12.包装

13.入库

14.检测

B、高浓缩生物菌颗粒加工程

①.原料粉碎

②.输送带灭菌

③.计量

④.菌剂添加

⑤.掺混搅拌

⑥.造粒整形

C.成品质量指标检查项目

2.总养分(N+P₂O₅+K₂O)42％

3.水分≤5％

4.有机质≥15％

5.粒度3.0毫米

6.PH≥4

7.每克含菌0、2亿以上。

四.生物控释肥料制造方法的实施方式

生物控释肥料制造方法的实施方式分两段工序：

一是有机、无机肥料加工及大颗粒尿素(氮肥)包膜工序。

二是生物菌颗粒加工工序，后期是二者掺混合成。

(一).有机、无机颗粒肥料加工及大颗粒尿素(氮肥)包膜工序

1.粉碎：各种原料在制备前，有机部分经链式粉碎机粉碎，无机部分经笼式粉碎机加细粉碎后，进入下一道工序。

2.配料计量：经粉碎的各种原料按配方比例经计量进入下一道工序，大颗粒尿素(氮肥)单独计量以备分机包膜。

3.搅拌：经配料计量的原料经皮带机送入混合机搅拌混合均匀，每一批次料搅拌时间不得少于3分钟，进入下一道工序。

4.滚筒造粒：经搅拌后的原料按批量经皮带机送入滚筒造粒机中进行造粒，完全造粒后经皮带机送入下一道工序。

5.烘干：将造粒机输出的颗粒，按批量送入回转圆筒干燥机，将热风炉输出的气温依次由100℃逐次升温至280℃，将颗粒含水率烘干至5％一下。进入下一道工序。

6.冷却：将热风炉烘干后输出的含水率低于8％的颗粒经皮带机送入回转式冷却器进行冷却，冷却至45℃后经皮带机送入下一道工序。

7.包膜：将大颗粒尿素(氮肥)用混合粘合剂加腐殖酸粉末、磷矿石粉(固体)包膜，混合粘合剂均匀喷涂在大颗粒尿素表面后将腐殖酸粉末和磷矿石粉按比例添加在圆盘造粒机中，大颗粒尿素表面逐建形成缓控薄膜，薄膜的厚度形成可根据产品要求进行一次包膜和多次包膜后经输送带进入下一道工序。

8.筛分：将颗粒经振动筛分选，筛分出大、中、小三类颗粒，将粒度3.0毫米的颗粒转入下一工序，不合格的颗粒返回重新造粒。

9.加菌粒：将筛分出的成品颗粒按比例输送到存储罐内，在将高浓缩微生物菌颗粒按比例混合在存储罐内，经皮带机送入下一道工序。

10.搅拌：将皮带机输出的颗粒，按批量送入混合机搅拌混合均匀，每一批次料搅拌时间不得少于3分钟，进入下一道工序。

11.筛分：将颗粒经振动筛分选，筛分出大、中、小三类颗粒，按粒度品级转入下一工序。

12.包装：，将颗粒按品级经自动计量包装机包装成50公斤/袋。送入库房。

13.入库：将颗粒肥计量成袋后，送入库房，每两吨一垛，码放整齐。

14.检测：质检员按要求，每一批次检测一个样品。

(二).生物菌颗粒加工工序

1.原料粉碎：产品所用各种原料在原料粉碎工序分别经过粉碎机的粉碎，加工成适合生产需要的细度。

2.输送带灭菌：通过输送带时，振动机构使带上物料上下翻动，经过多道紫外线灯照射消毒灭杀有害杂菌。

3.计量：按工艺配方比例，分别称取各种制备好的物料。

4.菌剂添加：将一定量的菌剂，均匀喷洒在以草炭为主的原料上，使其单位质量的含菌量达到工艺要求。

5.掺混搅拌：将经过计量的物料加入到搅拌机中充分搅拌，直至各种物料混合均匀。

6.造粒整形：将混拌均匀的物料送到挤压造粒机中，通过造粒机的对棍积压，完成造粒过程，再经过下部的整形器完成整形过程后将有机、无机颗粒和生物菌颗粒按比例配合搅拌计量装袋入库。

目前生物肥料虽有几种产品形式，但有机、无机肥料与生物菌颗粒相配合的控氮型控释颗粒肥料无。而本制造方法能成功的生产出具有有机、无机和有益菌多重效果的控氮型控释颗粒肥料。

Claims

1.生物控释肥料的制造方法，其特征是所含的生物有益菌是吸附在草炭上经常温挤压造成3.0毫米的褐色小颗粒，经常温挤压造粒后生物有益菌颗粒每克含菌数量20亿以上。

2.将大颗粒尿素(氮肥)按比例包膜，包膜剂由液体、固体两部分组成，液体为混合粘合剂，固体为腐殖酸粉末及磷矿石粉。在园盘造粒机中将混合粘合剂按比例分批次喷洒，在将固体的腐殖酸粉末和矿石粉分批次逐建倒入圆盘造粒机中，形成薄膜包在大颗粒尿素表面，这样就形成了一层约为几十微米至一毫米的包裹控释层。因包裹控释层厚度是按需求控制的，所以在常温的土壤下会按包裹层的薄厚逐渐缓慢溶解释放氮肥起到缓控效果。

3.经包膜的大颗粒尿素(氮肥)颗粒再与生物菌颗粒、钾、磷肥料颗粒按比例掺混，从而使该种肥料的总养分中既有有机、无机成分还有的生物有益菌成分，成为一种控氮型多用途的全价控释均衡复合肥。

4.根据权利要求3所述生物有益菌经造粒，大颗粒尿素(氮肥)经包膜后再与灰白色钾、磷肥料的颗粒掺混。有机、无机肥料颗粒的形成由如下配比才能达到理想的肥效：大颗粒尿素(氮)400公斤，磷150公斤，钾240公斤，腐殖酸200公斤，每克含菌数量20亿以上的生物有益菌颗粒10公斤。

5.根据权利要求3所述生物有机控释复合肥料是由有机、无机二种原料掺混的，掺混的比例：大颗粒尿素(氮肥)、磷、钾、腐殖酸颗粒肥料占99％，生物有益菌颗粒占1％。掺混后的生物有机控释复合肥料总养分为42％。其中灰白色无机肥料颗粒中氮含量22％(包膜)、磷含量9％、钾含量11％。腐殖酸15％，每克含有益菌数量0、2亿以上。

6.根据权利要求1所述高浓缩的生物有益菌颗粒为黑褐色。而权利要求4所述的有机、无机肥料颗粒为灰白色。按比例经掺混搅拌生物有机控释复合肥料的成品颗粒外观特征为两种以上颜色。