CN103011966B - 一种植物炭和竹醋制作有机肥的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种肥料的生产方法，尤其涉及一种植物炭和竹醋制作有机肥的生产方法。它通过以下步骤制备而成：植物炭制备；竹醋制备；初级原料配比；真空加压处理和挤压造粒；所述初级原料配比是按重量份称取40-60份所得的植物炭、15-25份所得竹醋、20-30份含有10-20%阿维菌素的结晶母液，搅拌均匀；所述真空加压处理是将所得原料装入真空加压罐抽真空使其真空度为-0.015MPa～-0.025MPa，然后再配制3-10重量份含有10-20%阿维菌素的结晶母液加入罐内并将压强加至0.1MPa～0.8MPa，处理15-30min。本发明方法能够制得总养分和有机质质量分数之和提高的植物炭和竹醋制作的有机肥。
Description
技术领域
本发明涉及一种肥料的生产方法，尤其涉及一种植物炭和竹醋制作有机肥的生产方法。
背景技术
使用竹醋有机肥料是降低化肥和农药的使用、提高食品安全的有效方法之一。
阿维菌素有机肥料中的有机养份比较高，粗蛋白、氨基酸、有机质等含量都很高。阿维菌素是一种高效、广谱的抗生素类杀虫杀螨剂。大环内酯双糖类化合物。是从土壤微生物中分离的天然产物，对螨类和昆虫具有胃毒和触杀作用,并有微弱的熏蒸作用。干扰害虫的神经生理活动，对捕食性和寄生性天敌有直接杀伤作用，但因植物表面残留少，因此对益虫的损伤小。 对根节线虫作用明显。
在结晶母液中残留有阿维菌素（B1）和阿维菌素的同系物A1、A2、B2组份，母液中还含有8～18个碳的脂肪酸及其与甘油形成的酯类物质，以上组份在脱净溶剂后的母液中所占的百分比组成为：B1组份占5%左右；B2＋A2＋A1占40%左右；酯类杂质占50%左右。B1组份是现阶段广泛应用于动、植物以防治害虫和寄生虫的组份，A1、A2、B2组份同样具有杀虫活性，是有待于开发的组份。其中B2a组份是一种杀植物地下线虫活性较高的组份之一。然而，从母液中进一步采用结晶的方法直接分离其中残留的活性组份，几乎是不可能，这是因为大量的酯类杂质的存在和A组份不易结晶所致。
我国自1993年开始生产阿维菌素至今年产量已达2000吨左右，但是在结晶母液中残留有15%左右的阿维菌素（占总量的百分比）由于提取不出来而被弃之或非法出售，尚有阿维菌素B2a、A2a、A1a等活性成份均残留在母液中而未被合理应用，造成环境污染和资源浪费。
CN1308266C（2007-4-4）公开了一种氨基酸有机肥料、制备方法和用途，然而现有技术尚未见将植物炭、竹醋和阿维菌素的结晶母液制备有机肥的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种使总养分和有机质质量分数之和提高的植物炭和竹醋制作的有机肥的生产方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种植物炭和竹醋制作有机肥的生产方法，它通过以下步骤制备而成：
（1） 植物炭制备：植物原料在立式移动床中依次经历干燥、预炭化、炭化、煅烧和冷却，控制燃烧以5-15℃/min的速率升温至700-750℃或900-1000℃并保温40-80min，然后再以5-15℃/min的速率升温至1000-1500℃或1600-1800℃并保温2-8h，接着以18-25℃/min的速率降温至300-400℃，再随炉冷却至室温，得到初级炭，然后粉碎至粒径为20-50目获得所需植物炭；
（2） 竹醋制备：在立式移动床中从顶部加入经过截断劈碎和初步干燥的竹子，竹子凭借重力逐渐下移，依次经历干燥区、预炭化区、炭化区、煅烧区和冷却区，炭化区产生的热解气体自下而上在干燥区与竹子逆流或者错流使竹子干燥并达到炭化温度，热解气体从顶部排出进入竹醋液冷凝器，冷凝得竹醋液，然后将所得竹醋液去除竹焦油备用；
（3） 初级原料配比：按重量份称取40-60份步骤（1）所得的植物炭、15-25份步骤（2）所得竹醋、20-30份含有10-20%阿维菌素的结晶母液，搅拌均匀；
（4） 真空加压处理：将步骤（3）所得原料装入真空加压罐抽真空使其真空度为-0.015MPa～-0.025MPa，然后再配制3-10重量份含有10-20%阿维菌素的结晶母液加入罐内并将压强加至0.1MPa～0.8MPa，处理15-30min；
（5） 挤压造粒。
本发明的优点是：
① 竹醋液本身具有高渗透性和抑菌功能，并能溶解有效磷，通过本发明的配比和真空加压方法使竹醋液、植物炭与阿维菌素的结晶母液发挥高渗增效作用，能够促使阿维菌素结晶母液中活性组分发挥作用，增加本发明有机肥料的驱避害虫作用；在便于储存防止效力降低的同时使有机肥的各组分发挥协同增效作用；
② 解决了现有技术阿维菌素结晶母液活性成分难以利用的问题，促进环境安全需求；
③ 通过对植物炭、竹醋和阿维菌素结晶母液的混合处理，降低了化肥和农药的使用，可以广泛应用于减农药和无农药栽培中。
作为优选，所述步骤（1）植物原料为玉米芯、竹子或松树。
更优选地，对于玉米芯或竹子，控制燃烧以5-15℃/min的速率升温至700-750℃并保温40-80min，然后再以5-15℃/min的速率升温至1000-1500℃并保温2-8h，接着以20-23℃/min的速率降温至330-380℃，再随炉冷却至室温，得到初级炭。
更优选地，对于松树，控制燃烧以5-15℃/min的速率升温至900-1000℃并保温40-80min，然后再以5-15℃/min的速率升温至1600-1800℃并保温2-8h，接着以20-23℃/min的速率降温至330-380℃，再随炉冷却至室温，得到初级炭。
更优选地，所述初级炭粉碎至粒径为30-40目。
作为优选，所述步骤（2）是将冷凝所得竹醋液先在压力为0.01-0.03MPa下进行减压浓缩至原来体积的50-65%，然后将所得竹醋液去除竹焦油备用。
更优选地，所述步骤（2）是将冷凝所得竹醋液先在压力为0.02-0.025MPa下进行减压浓缩至原来体积的55-60%，然后将所得竹醋液去除竹焦油备用。
将竹醋液减压浓缩后再去除竹焦油的优点一是可以提高竹焦油的去除率；二是可以提高竹醋液在有机肥中的效力发挥。
作为优选，所述步骤（3）按重量份称取45-50份步骤（1）所得的植物炭、18-20份步骤（2）所得竹醋、23-28份含有12-15%阿维菌素的结晶母液，搅拌均匀。
作为优选，所述步骤（4）真空加压处理是将步骤（3）所得原料装入真空加压罐抽真空使其真空度为-0.015MPa～-0.025MPa，然后再将5-8重量份含有12-15%阿维菌素的结晶母液加入罐内并将压强加至0.3MPa～0.5MPa，处理20-25min。
作为优选，所述步骤（5）挤压造粒是步骤（4）真空加压处理后的物质用挤压机或液压机制成直径为0.1-0.3mm的有机肥颗粒。
附图说明
图1是本发明植物炭炭化立式移动床的温度控制系统示意图;
图中，A- 干燥区; B- 预炭化区; C- 炭化区; D- 煅烧区; E- 冷却区; F- 带CPU的温度感应装置; d1/d2/d3-助燃物导入孔；t1/t2/t3- 测温点。
具体实施方式
实施例一
本实施例采用的植物原料为玉米芯。
将植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度为-0.02MPa，再进行微波处理，微波频率为300MHz,微波处理时间为1min；将经过前处理所得的植物原料依次经历干燥、预炭化、炭化、煅烧和冷却，各测温点的温度，干燥区A为150℃， 预炭化区B为275℃，炭化区C为450℃，升温时观测图1所示D区即燃烧区不同位置的温度，当燃烧区某处如d2的温度过低时，打开该处的小孔，导入空气就地就近燃烧，使该处温度升高，控制竹子下移过程中经历的燃烧区温度，控制燃烧以5℃/min的速率升温至700℃并保温40min，然后再以5℃/min的速率升温至1600℃并保温2h，
接着以23-25℃/min的速率降温至380-400℃，再随炉冷却至室温，得到初级炭，然后粉碎至20-50目得到所需植物炭；然后制备竹醋液，
在立式移动床中从顶部加入经过截断劈碎和初步干燥的竹子，竹子凭借重力逐渐下移，依次经历干燥区、预炭化区、炭化区、煅烧区和冷却区，炭化区产生的热解气体自下而上在干燥区与竹子逆流或者错流使竹子干燥并达到炭化温度，热解气体从顶部排出进入竹醋液冷凝器，冷凝得竹醋液，然后将所得竹醋液去除竹焦油备用；
接着进行初级原料配比：按重量份称取40-45份所得的植物炭、15-18份去除竹焦油后所得竹醋、20-23份含有10-12%阿维菌素的结晶母液，搅拌均匀；然后进行真空加压处理，
真空加压处理：将所得初级配比的原料装入真空加压罐抽真空使其真空度为-0.015MPa～-0.018MPa，然后再配制3-5重量份含有10-12%阿维菌素的结晶母液加入罐内并将压强加至0.1MPa～0.2MPa，处理15-18min；
最后挤压造粒，用挤压机制成直径为0.1-0.3mm的有机肥颗粒，将所得产品进行检测，质量指标见表1。
实施例二
本实施例采用的植物原料为竹片（长约40cm）。
将植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度为-0.001MPa，再进行微波处理，微波频率为950MHz,微波处理时间为3min；
将经过前处理所得的植物原料依次经历干燥、预炭化、炭化、煅烧和冷却，各测温点的温度，干燥区A为150℃， 预炭化区B为275℃，炭化区C为450℃，炭化区产生的热解气体自下而上在干燥区与竹子逆流或者错流使竹子干燥并达到炭化温度，热解气体从顶部排出进入竹醋液冷凝器，冷凝得竹醋液，然后将所得竹醋液去除竹焦油备用；
升温时观测图1所示D区即燃烧区不同位置的温度，当燃烧区某处如d2的温度过低时，打开该处的小孔，导入空气就地就近燃烧，使该处温度升高，控制竹子下移过程中经历的燃烧区温度，控制燃烧以15℃/min的速率升温至750℃并保温80min，然后再以15℃/min的速率升温1500℃并保温8h；
接着以18-23℃/min的速率降温至300-330℃，再随炉冷却至室温，得到初级炭；然后粉碎至20-50目得到所需植物炭；
接着进行初级原料配比：按重量份称取55-60份所得的植物炭、20-25份去除竹焦油后所得的竹醋、26-30份含有16-20%阿维菌素的结晶母液，搅拌均匀；然后进行真空加压处理，
真空加压处理：将所得初级配比的原料装入真空加压罐抽真空使其真空度为-0.02MPa～-0.025MPa，然后再配制8-10重量份含有15-20%阿维菌素的结晶母液加入罐内并将压强加至0.6MPa～0.8MPa，处理25-30min；
最后挤压造粒，用液压机制成直径为0.1-0.3mm的有机肥颗粒。
实施例三
本实施例采用的植物原料为松树，将松树去除表皮杂质后进行初切，长度控制不超过15cm。
将植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度为-0.01～-0.005MPa，再进行微波处理，微波频率为550MHz,微波处理时间为1.2-2min；
将经过前处理所得的植物原料依次经历干燥、预炭化、炭化、煅烧和冷却，各测温点的温度，干燥区A为180℃， 预炭化区B为325℃，炭化区C为530℃，升温时观测图1所示D区即燃烧区不同位置的温度，当燃烧区某处如d2的温度过低时，打开该处的小孔，导入空气就地就近燃烧，使该处温度升高，控制竹子下移过程中经历的燃烧区温度，控制燃烧以10℃/min的速率升温至900℃并保温50min，然后再以10℃/min的速率升温至1600℃并保温5h，
接着以20-23℃/min的速率降温至330-380℃，再随炉冷却至室温，得到初级炭；然后粉碎至30-40目得到所需植物炭；然后制备竹醋液，
在立式移动床中从顶部加入经过截断劈碎和初步干燥的竹子，竹子凭借重力逐渐下移，依次经历干燥区、预炭化区、炭化区、煅烧区和冷却区，炭化区产生的热解气体自下而上在干燥区与竹子逆流或者错流使竹子干燥并达到炭化温度，热解气体从顶部排出进入竹醋液冷凝器，冷凝得竹醋液，然后将所得竹醋液去除竹焦油备用；
接着进行初级原料配比：按重量份称取45-50份步骤（1）所得的植物炭、18-20份步骤（2）所得竹醋、23-28份含有12-15%阿维菌素的结晶母液，搅拌均匀；然后进行真空加压处理，
真空加压处理：将所得初级配比的原料装入真空加压罐抽真空使其真空度为-0.015MPa～-0.025MPa，然后再将5-8重量份含有12-15%阿维菌素的结晶母液加入罐内并将压强加至0.3MPa～0.5MPa，处理20-25min；
最后挤压造粒，用挤压机制成直径为0.1-0.3mm的有机肥颗粒。
实施例四
同实施例三，不同的是使用的原料为山毛榉；控制燃烧以10℃/min的速率升温至1000℃并保温50min，然后再以10℃/min的速率升温至1800℃并保温5h。
实施例五
同实施例三，不同的是竹醋液制备是将冷凝所得竹醋液先在压力为0.01-0.03MPa下进行减压浓缩至原来体积的50-65%，然后将所得竹醋液去除竹焦油备用。
实施例六
同实施例三，不同的是竹醋液制备是将冷凝所得竹醋液先在压力为0.02-0.025MPa下进行减压浓缩至原来体积的55-60%，然后将所得竹醋液去除竹焦油备用。
对比实施例一
同实施例一，不同的是未进行真空加压处理。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
表1 各实施例和对比实施例的产品质量指标
Claims (10)
1.一种植物炭和竹醋制作有机肥的生产方法，其特征在于：它通过以下步骤制备而成：
（1）植物炭制备：植物原料在立式移动床中依次经历干燥、预炭化、炭化、燃烧和冷却，控制燃烧以5-15℃/min的速率升温至700-750℃或900-1000℃并保温40-80min，然后再以5-15℃/min的速率升温至1000-1500℃或1600-1800℃并保温2-8h，接着以18-25℃/min的速率降温至300-400℃，再随炉冷却至室温，得到初级炭，然后粉碎至粒径为20-50目获得所需植物炭；
（2）竹醋制备：在立式移动床中从顶部加入经过截断劈碎和初步干燥的竹子，竹子凭借重力逐渐下移，依次经历干燥区、预炭化区、炭化区、燃烧区和冷却区，炭化区产生的热解气体自下而上在干燥区与竹子逆流或者错流使竹子干燥并达到炭化温度，热解气体从顶部排出进入竹醋液冷凝器，冷凝得竹醋液，然后将所得竹醋液去除竹焦油备用；
（3）初级原料配比：按重量份称取40-60份步骤（1）所得的植物炭、15-25份步骤（2）所得竹醋、20-30份含有10-20%阿维菌素的结晶母液，搅拌均匀；
（4）真空加压处理：将步骤（3）所得原料装入真空加压罐抽真空使其真空度为-0.015MPa～-0.025Mpa，然后再配制3-10重量份含有10-20%阿维菌素的结晶母液加入罐内并将压强加至0.1MPa～0.8Mpa，处理15-30min；
（5）挤压造粒。
2.根据权利要求1所述的一种植物炭和竹醋制作有机肥的生产方法，其特征在于：所述步骤（1）植物原料为玉米芯、竹子或松树。
3.根据权利要求2所述的一种植物炭和竹醋制作有机肥的生产方法，其特征在于：对于玉米芯或竹子，控制燃烧以5-15℃/min的速率升温至700-750℃并保温40-80min，然后再以5-15℃/min的速率升温至1000-1500℃并保温2-8h，接着以20-23℃/min的速率降温至330-380℃，再随炉冷却至室温，得到初级炭。
4.根据权利要求2所述的一种植物炭和竹醋制作有机肥的生产方法，其特征在于：对于松树，控制燃烧以5-15℃/min的速率升温至900-1000℃并保温40-80min，然后再以5-15℃/min的速率升温至1600-1800℃并保温2-8h，接着以20-23℃/min的速率降温至330-380℃，再随炉冷却至室温，得到初级炭。
5.根据权利要求3或4所述的一种植物炭和竹醋制作有机肥的生产方法，其特征在于：将所述初级炭粉碎至粒径为30-40目获得所需植物炭。
6.根据权利要求5所述的一种植物炭和竹醋制作有机肥的生产方法，其特征在于：所述步骤（2）是将冷凝所得竹醋液先在压力为0.01-0.03MPa下进行减压浓缩至原来体积的50-65%，然后将所得竹醋液去除竹焦油备用。
7.根据权利要求6所述的一种植物炭和竹醋制作有机肥的生产方法，其特征在于：所述步骤（2）是将冷凝所得竹醋液先在压力为0.02-0.025MPa下进行减压浓缩至原来体积的55-60%，然后将所得竹醋液去除竹焦油备用。
8.根据权利要求6或7所述的一种植物炭和竹醋制作有机肥的生产方法，其特征在于：所述步骤（3）按重量份称取45-50份步骤（1）所得的植物炭、18-20份步骤（2）所得竹醋、23-28份含有12-15%阿维菌素的结晶母液，搅拌均匀。
9.根据权利要求8所述的一种植物炭和竹醋制作有机肥的生产方法，其特征在于：所述步骤（4）真空加压处理是将步骤（3）所得原料装入真空加压罐抽真空使其真空度为-0.015MPa～-0.025Mpa，然后再将5-8重量份含有12-15%阿维菌素的结晶母液加入罐内并将压强加至0.3MPa～0.5Mpa，处理20-25min。
10.根据权利要求9所述的一种植物炭和竹醋制作有机肥的生产方法，其特征在于：所述步骤（5）挤压造粒是步骤（4）真空加压处理后的物质用挤压机或液压机制成直径为0.1-0.3mm的有机肥颗粒。
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| 张文标 等.第二章 竹炭的生产与工艺，第四章 竹醋液的基本性质，第五章第三节 竹炭• |
| 张文标 等.第二章 竹炭的生产与工艺,第四章 竹醋液的基本性质,第五章第三节 竹炭•竹醋液在农林园艺上的应用.《竹炭•竹醋液的生产与应用》.中国林业出版社,2006,第22-40,68-86,99-110页. * |
| 竹醋液在农林园艺上的应用.《竹炭• |
| 竹醋液的生产与应用》.中国林业出版社,2006,第22-40，68-86，99-110页. |
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