CN102816011B - 一种肥料用涂色剂及颗粒肥料缓释涂色的方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种肥料用涂色剂及颗粒肥料缓释涂色的方法与装置。所述肥料用涂色剂，重量份组成为：染料3-5份，成膜剂12-20份，分散剂1-3份，水130-160份，乳化剂0-2份。颗粒肥料缓释涂色的方法，包括：按配比配制涂色剂；将待涂色的颗粒肥料定量给料输送至转鼓中；将涂色剂喷涂到颗粒肥料表面，涂色剂用量为颗粒肥料重量的0.02-0.3wt%；涂色剂均匀的被分布扩散到肥料颗粒表面，得涂色缓释肥。本发明还提供一种颗粒肥料缓释涂色用装置。本发明方法涂色处理的肥料可减缓速效养分释放速度，高效防止颗粒肥料结块，着色肥料外表平滑、色泽亮丽、颗粒规整，改善产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种肥料用涂色剂及颗粒肥料缓释涂色的方法及装置，属于肥料生产技术领域。
背景技术
农业是我国的基础产业，要实现农业持续稳定的发展，化肥不可或缺，因此，化肥行业被列为第一类“对国民经济发展有重大影响，为国家基础产业、支柱产业和国防建设提供保障的行业”，是影响粮食产量增长的重要因素。我国以占世界9%的耕地养活了占世界23%的人口，对全球消除饥饿与贫困做出了重大贡献，化肥的贡献无庸质疑，据中国石油和化学工业协会统计的数据显示，化肥对我国单种作物的增产率高达40-64%。在稳定粮食产量的前提下逐步改变落后的传统农业施肥模式，逐步减少化肥投入，提高肥料利用率，改善土壤结构，开发新型高效环保肥料，是保障国家粮食安全，推动现代农业健康发展的根本所在。
化肥在农业生产中的重要性吸引了大批企业从事肥料生产，为了提高产品市场竞争力，各种新型肥料产品不断问世，其中彩色颗粒肥料以其亮丽的外观，丰富的颜色，吸引了大批用户。肥料染/涂色可达到掩蔽颗粒肥外观瑕疵及统一产品颜色的目的。一般是在生产肥料的过程中添加一些染色剂改善肥料的色泽，例如CN101234926A提供一种磷复肥染色的方法及一种化肥的加工方法，包括染色剂的配备、加入、染色和造粒，其步骤为：A.将称量好的染色剂添加到生产磷复肥的磷酸贮槽中、酸泵出口处或预中和槽中；B.水溶液同磷复肥混合进行染色；C.染色后，喷浆造粒。本发明主要用于各种氮、磷肥料及产品的颜色外观着色上，能有效均匀的对产品进行咖啡色着色，着色后产品不褪色，不变色，色质、外观感好，达到统一产品颜色的目的，对比磷酸二铵外观等同于或超过美国进口二铵颜色。由于市场对咖啡色产品已有一定的认知度，可降低销售成本。CN101747664A公开了一种用于化肥染色的黄色染色剂，各组分按重量百分比计，柠檬黄5-100％，调色剂0～75％，防腐剂0～5％，溶剂0-95％，柠檬黄的化学名称为1-(4-磺酸苯基)-4-(4-磺酸苯基偶氮)-5-吡唑啉酮-3-羧酸三钠盐，将柠檬黄、调色剂、防腐剂、溶剂加入反应釜中，通过蒸汽加热搅拌25～35分钟使之充分混合溶解即得到。上述两个专利文件中染色剂的使用也是在生产肥料的过程中添加进去的。
目前使用的染色剂一般不易降解，还有一定的毒性，有些颜料含有重金属，进入土壤后会污染作物生长环境，经过作物吸收富集，最终危害人体健康。因此需要研发推广无毒并具有减缓速效养分释放的颗粒肥料涂色工艺，提高肥料养分利用率，改善农产品品质，减少农业面源污染。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种肥料用涂色剂及颗粒肥料缓释涂色的方法与装置。既能减缓肥料养分释放速度，又能改善肥料表面光泽，防止颗粒肥料板结。
本发明技术方案如下：
一种肥料用涂色剂，重量份组成如下：
染料3-5份，成膜剂12-20份，分散剂1-3份，水130-160份，乳化剂0-2份。
所述染料是市售的黄色、咖啡色、红色或绿色的食品级染料；
所述成膜剂是浓度为0.5~1wt%的聚乙烯醇溶液，所述分散剂是水玻璃，所述乳化剂为含量65~70wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）溶液。
优选的，所述0.5~1wt%的聚乙烯醇溶液是由聚乙烯醇胶粉加水溶解配制，
优选的，所述分散剂是波美度为12-39%的钠水玻璃或钾水玻璃；进一步优选所述分散剂为波美度为20-35%的钠水玻璃。
本发明所述的成膜剂聚乙烯醇有利于减缓养分释放速度，分散剂水玻璃还能够添加硅营养。
本发明所述肥料用涂色剂的配制方法为：将所述成膜剂、分散剂、乳化剂和水混合，再加入染料搅拌均匀即可。
根据本发明所述肥料用涂色剂，进一步优选的，所述黄色染料为食品级柠檬黄，所述咖啡色染料为食品级巧克力棕，所述红色染料为食品级胭脂红，所述绿色染料为食品级果绿。
一种颗粒肥料缓释涂色的方法，包括将本发明的涂色剂喷涂到颗粒肥料表面，所述颗粒肥料粒度1.0-5.5mm，颗粒肥料选自氮肥、磷肥、钾肥或复合肥/复混肥;步骤如下：
A、按配比，将成膜剂、分散剂、乳化剂和水混合，再加入染料搅拌均匀，得涂色剂。
B、将待涂色的颗粒肥料定量给料输送至转鼓中；
C、通过液体流量计控制涂色剂的加量，将步骤A配置好的涂色剂喷涂到步骤B的颗粒肥料表面，涂色剂用量为颗粒肥料重量的0.02-0.3wt%；涂色剂均匀的被分布扩散到肥料颗粒表面，得涂色缓释肥。
从转鼓出来的涂色缓释肥进入成品料仓，包装入库。
在喷涂涂色剂时，非必要的使用双流体喷头或单流体喷头，也可以直接由输液管喷洒到肥料颗粒上，涂色剂用量优选为颗粒肥料重量的0.1-0.2wt%。
根据本发明颗粒肥料缓释涂色的方法，优选的，先将颗粒肥料预热至35-50℃，然后再按步骤B将预热后的颗粒肥料输送到转鼓中进行步骤C涂色剂的喷涂，这样会使涂色剂更均匀、快速的分布到肥料颗粒表面，喷涂效果会更好。
为了更好地实现本发明上述方法，本发明还提供一种颗粒肥料缓释涂色用装置，包括：定量给料机、溶液配制装置、液体流量计、转鼓和成品料仓，所述定量给料机连接转鼓的进料端口，所述溶液配制装置通过流量计连接进转鼓，所述转鼓的出料端口连接成品料仓。
上述的颗粒肥料缓释涂色用装置，所述溶液配制装置是压力罐加空压机或储罐加液泵；所述定量给料机由皮带秤和传送带组成。
本发明的有益效果：
本发明方法处理的肥料改善肥料表面光泽、减缓速效养分释放速度，高效防止颗粒肥料结块，着色肥料外表平滑、色泽亮丽、颗粒规整，大大改善产品质量；而且本发明的涂色缓释肥长期储存不退色（＞1年），使用后易降解，不仅安全无污染，而且能够改善土壤结构，有利于促进土壤团粒的形成；本发明的涂色方法成本低，比传统技术使用油染色方法节省7.32元/吨产品。
附图说明
图1是本发明肥料缓释涂色处理方法的工艺装置结构示意图。其中1.定量给料机，2.溶液配制装置，3.液体流量计，4.转鼓，5.成品料仓。
图2是实施例5制备的涂色缓释肥产品的养分释放曲线。
图3是实施例6制备的涂色缓释肥产品的养分释放曲线。
图4是实施例7制备的涂色缓释肥产品的养分释放曲线。
具体实施方式
下面结合实施例和试验例具体说明本发明的技术方案和效果，但不限于此。
实施例1、
颗粒肥料缓释涂色装置，结构示意如图1，包括：定量给料机1、溶液配制装置2、流量计3、转鼓4和成品料仓5，所述定量给料机1连接转鼓4的进料端口，所述溶液配制装置2通过液体流量计3连接进转鼓4，所述转鼓4的出料端口连接成品料仓5。所述溶液配制装置2是压力罐加空压机，也可以是储罐加液泵；所述定量给料机1包括皮带秤和传送带。实施例中涉及的各个部件均为本领域常规技术。
实施例2、
一种肥料用涂色剂，重量份组成如下：
咖啡色染料4份，1wt%的聚乙烯醇溶液15份，波美度为25%的钠水玻璃2份，水150份。咖啡色染料为食品级巧克力棕。将1wt%的聚乙烯醇溶液、钠水玻璃和水混合，再加入染料搅拌均匀即可。
实施例3、
一种肥料用涂色剂，重量份组成如下：
绿色染料5份，0.8wt%的聚乙烯醇溶液20份，波美度为20%的钠水玻璃3份，水160份。所述绿色染料为食品级果绿。将1wt%的聚乙烯醇溶液、钠水玻璃和水混合，再加入染料搅拌均匀即可。
实施例4、
一种肥料用涂色剂，重量份组成如下：
红色染料3份，0.7wt%的聚乙烯醇溶液12份，波美度为30%的钠水玻璃1份，水130份，含量70wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1份。所述红色染料为食品级胭脂红。
将1wt%的聚乙烯醇溶液、钠水玻璃、含量70wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和水混合，再加入染料搅拌均匀即可。
实施例5、绿色涂色缓释氮肥
利用实施例1所述的装置和实施例3的涂色剂进行颗粒尿素（氮肥）涂色处理。
溶液配置装置采用压力罐和空压机，每吨颗粒尿素产品涂色剂添加量为0.2kg，具体操作步骤如下：
第一步：按重量份，将20份0.8wt%的聚乙烯醇溶液、3份波美度为20%的钠水玻璃和160份水加入溶液配制装置中，加入5份染料搅拌均匀，关好加液阀，打开空压机，调整压力罐压力为0.5-2MPa。
第二步：启动定量给料机1，肥料通过传送带输送进转鼓4，调整流量计3流量，将涂色剂喷涂到肥料颗粒上，随着转鼓4的转动，肥料颗粒不断运动，涂色剂在肥料颗粒表面快速均匀的铺展扩散。
第三步：肥料在转鼓4中完成涂色剂的喷涂后进入成品料仓5，等待包装入库。
实施例6、咖啡色涂色缓释磷肥
利用实施例1所述的装置和实施例2的涂色剂进行颗粒磷酸二铵（磷肥）涂色处理。溶液配置装置采用储罐和液泵，每吨肥料产品涂色剂添加量为1kg，具体操作步骤如下：
第一步：按实施例2的涂色剂配方将1wt%的聚乙烯醇溶液、钠水玻璃和水加入溶液配制装置中，再加入染料搅拌均匀，关好加液阀。
第二步：启动定量给料机1，肥料通过传送带输送进转鼓4，打开液泵，调整流量计3流量，将涂色剂喷涂到肥料颗粒上，随着转鼓4的转动，肥料颗粒不断运动，涂色剂在肥料颗粒表面快速均匀的铺展扩散。
第三步：肥料在转鼓4中完成涂色剂的喷涂后进入成品料仓5，等待包装入库。
实施例7、红色涂色缓释钾肥
利用实施例1所述的装置和实施例4的涂色剂配方进行颗粒氯化钾或硫酸钾（钾肥）涂色处理。与实施例5-6不同的是，喷涂涂色剂之前，先将颗粒肥料预热至35-50℃，可增强喷涂效果。溶液配置装置采用压力罐和空压机，每吨肥料产品涂色剂添加量为3kg，具体操作步骤如下：
第一步：按重量份，将12份0.7wt%的聚乙烯醇溶液、1份波美度为30%的钠水玻璃、1份含量70wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和130份水加入溶液配制装置中，加入3份染料搅拌均匀，关好加液阀，打开空压机，调整压力罐压力为0.5-2MPa。
第二步：启动定量给料机1，肥料通过传送带输送进转鼓4，调整流量计3流量，将涂色剂喷涂到肥料颗粒上，随着转鼓4的转动，肥料颗粒不断运动，涂色剂在肥料颗粒表面快速均匀的铺展扩散。
第三步：肥料在转鼓4中完成涂色剂的喷涂后进入成品料仓5，等待包装入库。
本发明涂色缓释肥产品的养分释放实验
样品：实施例5-7制备的涂色肥料产品
方法：本发明产品符合2009年9月1日起实施的缓释肥料GB/T 23348-2009国家标准要求，具有良好的养分缓释效果，在提高肥料利用率、避免农业面源污染和保护环境方面，取得了突出的技术效果。
缓释肥养分释放率水中测定方法：
称取10g肥料样品，准确至0.01g，放入用100目尼龙纱网做成的小袋中封口，将小袋放入250ml分液漏斗中，然后加蒸馏水250ml，密封后置于25℃的恒温培养箱中，做3次平行，同时做空白试验。在第1d、3d、7d、14d、28d、42d、56d，以后间隔28d取样测定，直到养分累积释放率达到80%。
实施例5-7制备的涂色肥料产品养分释放结果参见图2-4的涂色缓释肥产品的养分释放曲线。
Claims (1)
1. 一种肥料用涂色剂，其特征在于重量份组成如下：
染料 3-5份，成膜剂12-20份，分散剂1-3份，水130-160份，乳化剂0-2份；
所述染料是市售的黄色、咖啡色、红色或绿色的食品级染料；所述黄色染料为食品级柠檬黄，所述咖啡色染料为食品级巧克力棕，所述红色染料为食品级胭脂红，所述绿色染料为食品级果绿；
所述成膜剂是浓度为0.5~1wt%的聚乙烯醇溶液，是由聚乙烯醇胶粉加水溶解配制；
所述分散剂是波美度为20-35%的钠水玻璃；
所述乳化剂为含量65~70wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶液。
2、一种颗粒肥料缓释涂色的方法，包括将权利要求1所述的涂色剂喷涂到颗粒肥料表面，所述颗粒肥料粒度为1.0~5.5mm，颗粒肥料选自氮肥、磷肥、钾肥、复合肥或复混肥;
步骤如下：
A、按配比，将成膜剂、分散剂、乳化剂和水混合，再加入染料搅拌均匀，得涂色剂；
B、将待涂色的颗粒肥料定量给料输送至转鼓中；
C、通过液体流量计控制涂色剂的加量，将步骤A配制好的涂色剂喷涂到步骤B的颗粒肥料表面，涂色剂用量为颗粒肥料重量的0.02-0.3wt%；涂色剂均匀的被分布扩散到肥料颗粒表面，得涂色缓释肥。
3、如权利要求2所述的颗粒肥料缓释涂色的方法，其特征在于涂色剂用量为颗粒肥料重量的0.1-0.2wt%。
4、如权利要求2所述的颗粒肥料缓释涂色的方法，其特征在于，先将颗粒肥料预热至35-50℃，然后再按步骤B将预热后的颗粒肥料定量给料输送到转鼓中进行步骤C涂色剂的喷涂。
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