CN103708892A - 一种生产氨基酸中量元素肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产氨基酸中量元素肥的方法，涉及化肥生产领域。该方法是将动物羽毛加入酸升温水解，制得混合氨基酸性溶液；然后向混合氨基酸性溶液中加入氧化钙和氧化镁或者氢氧化钙和氢氧化镁，过滤，得到含氨基酸螯合中量元素的溶液；最后将此溶液进行干燥，得到氨基酸中量元素肥。本发明实现了废弃物的资源化利用，循环经济性好；本发明制备的氨基酸中量元素肥含有植物生长必需的中量元素钙和镁，也含有植物生长必需的大量元素氮，具有水溶性好、中量元素含量高、储存稳定性好、植物吸收快、肥料利用率高等优点，具有广阔的市场前景。

Description

一种生产氨基酸中量元素肥的方法

技术领域

本发明涉及化肥生产领域，尤其涉及的是一种生产氨基酸中量元素肥的方法。

背景技术

按照化肥的分类，氮、磷、钾属于大量元素，锌、硼、锰、钼、铜、铁等属于微量元素，钙（Ca）、镁（Mg）等属于中量元素，任何一种营养元素的缺乏都会引发农作物出现生理性病害。中量元素是农作物生长过程中需要量次于大量元素而高于微量元素的营养元素。如Ca是构成细胞壁的重要元素，植物体中绝大部分Ca存于细胞壁中。植物缺Ca时，细胞壁不能形成，细胞不能正常分裂，生长点就会坏死。Ca还能调节外部介质的生理平衡，消除某些过多离子的毒害作用，又能加速铵的转化。Mg是叶绿素的组分，许多酶的活化剂，能增强作物体内各种代谢过程。作物缺Mg时，叶绿素减少，光合作用减弱，碳水化合物、蛋白质、脂肪的形成都会受到抑制。因此，中量元素对于农作物具有十分重要的作用。

羽毛是常见的废弃物，对环境的污染较为严重和持久，但它含有丰富的角蛋白质，其含量在80%以上。为了利用这类角蛋白资源，自上世纪70年代以来我国相继建立了以角蛋白水解制备胱氨酸企业一百余家，但角蛋白由20种氨基酸组成，而胱氨酸、半胱氨酸只占其中的1/10左右。制备胱氨酸、半胱氨酸后的氨基酸资源因分离、提取、纯化仍然存在技术的较大困难，没有得到很好利用，既造成了资源的浪费，其排放废液还会造成严重的二次污染环境，破坏生态平衡。如果能将这类混合氨基酸制备成肥料，则能有效解决环境污染问题，且制备的肥料属于生态有机肥，植物易吸收，无毒副作用。

用羽毛水解生产氨基酸肥料已有一些文献报道，但对中量元素肥的报道却很少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供了一种生产氨基酸中量元素肥的方法。

本发明的技术方案如下：

一种生产氨基酸中量元素肥的方法，是将动物羽毛用pH为8.5～9的碱性水浸泡后清洗、干燥，去除杂质后粉碎，置于高压反应釜中，加入酸，搅拌下升温水解，水解后过滤，得到混合氨基酸性溶液；然后向混合氨基酸性溶液中加入氧化钙和氧化镁或者氢氧化钙和氢氧化镁，过滤，得到含氨基酸螯合中量元素的溶液；最后将此溶液进行干燥，得到氨基酸中量元素肥。

所述酸为质量浓度为30%的稀硫酸、质量浓度为30%的浓盐酸、质量浓度不高于3%的过氧乙酸或者它们的混合物；动物羽毛和酸的比为1:3kg/L。

所述的方法，其水解温度为105～110℃；水解时间为8～20小时。

所述的氧化钙的质量为羽毛质量的11.5%～54.5%，氧化镁的质量为羽毛质量的3.5%～15.5%；氢氧化钙的质量为羽毛质量的15%～70%，氢氧化镁的质量为羽毛质量的5%～22%。

所述干燥为喷雾干燥；喷雾干燥压力为常压，热空气的温度为120-140℃。

所述的方法，制得的氨基酸中量元素肥中，氨基酸质量分数大于10%，钙、镁元素质量分数之和大于10%，不含无机氮元素，水不溶物质量分数≤5%。

本发明使用的原料为环境污染物——废弃羽毛，制造过程的污染可控，有效实现了废弃物的资源化利用，循环经济性好；制备的氨基酸中量元素肥含有植物生长必需的中量元素钙和镁，也含有植物生长必需的大量元素氮，具有水溶性好、中量元素含量高、储存稳定性好、植物吸收快、肥料利用率高等优点，具有广阔的市场前景。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

本发明所用的羽毛可以是鸡毛、鸭毛、鹅毛，也可以是鹌鹑、肉鸽以及其它禽类的羽毛，或者是羽绒服厂剩下的羽毛梗。将这些羽毛单独或者混合后用碱性水（pH为8.5～9）浸泡1.5小时后，用清水漂洗，去除其中的杂质后晾干、剪碎（对于羽毛梗还需要粉碎），待用。

实施例1硫酸水解法

将晾干、剪碎的羽毛（鸡毛、鸭毛混合物）1kg加入10L高压釜中，加入3L30%的硫酸（相对密度1.22），密闭后在搅拌情况下升温至105～110℃，并维持8小时，停止加热。待反应液冷却后，在搅拌条件下向反应液中加入氢氧化钙（纯度≥90%）调节pH至0.5-1，静置1小时后进行减压过滤或者压滤，滤饼用总量为0.5L的硫酸溶液（pH=2-4）反复清洗并进行减压过滤或者压滤，将两次过滤得到的滤液合并待用。边搅拌边向滤液中加入氢氧化镁（纯度≥95%）0.05kg，氢氧化钙（纯度≥90%）0.66kg，持续搅拌20分钟后静置1小时，然后进行减压过滤或者压滤，得到澄清溶液，即为氨基酸螯合中量元素溶液。将此溶液进行喷雾干燥即得到氨基酸中量元素肥0.91kg。其中游离氨基酸质量分数为14.5%，Mg质量分数为2.14%，Ca质量分数为10.73%，水不溶物质量分数﹤1.5%。

实施例2盐酸水解法

将晾干、剪碎的羽毛（鸡毛、鸭毛混合物）1kg加入10L高压釜中，加入3L30%的盐酸（相对密度1.15），在搅拌情况下升温至105～110℃，并维持20小时。停止加热，冷却至95℃后开启阀门脱盐酸，将气体引出并用水吸收，当冷却至50℃以下时，在搅拌条件下向反应液中加入氢氧化钙（纯度≥90%）调节pH至0.5-1，静置1小时后进行减压过滤或者压滤，滤饼用0.5kg盐酸溶液（pH=2-4）反复清洗后进行减压过滤或者压滤，将两次过滤得到的滤液合并待用。在滤液中加入氢氧化镁（纯度≥95%）0.21kg，氢氧化钙（纯度≥90%）0.55kg，得到澄清溶液，即为含氨基酸螯合中量元素的溶液。将此溶液进行喷雾干燥即得到氨含基酸中量元素肥1.63kg。其中游离氨基酸质量分数为10.2%，Mg质量分数为3.2%，Ca质量分数为15.2%，水不溶物质量分数﹤4.0%。

实施例3过氧乙酸水解法

将晾干、剪碎的羽毛（鸡毛、鸭毛混合物）1kg加入10L高压釜中，加入3L2%的过氧乙酸，在搅拌情况下升温至105～110℃，并维持12小时。停止加热，当冷却至50℃以下时，减压过滤，滤饼用0.5kg醋酸溶液（pH=2-4）清洗后重复进行减压过滤或者压滤，将两次过滤得到的滤液合并待用。在滤液中加入氢氧化镁（纯度≥95%）0.06kg，氢氧化钙（纯度≥90%）0.15kg，得到澄清溶液，即为含氨基酸螯合中量元素的溶液。将此溶液进行喷雾干燥即得到氨含基酸中量元素肥0.79kg。其中游离氨基酸质量分数为13.6%，Mg质量分数为2.9%，Ca质量分数为9.6%，水不溶物质量分数﹤3.0%。

实施例4混合酸水解法

将晾干、剪碎的羽毛（鸡毛、鸭毛混合物）1kg加入10L高压釜中，加入3L混合酸（混合酸中过氧乙酸和硫酸的质量浓度分别为1%和20%），在搅拌情况下升温至105～110℃，并维持10小时。停止加热，当冷却至50℃以下时，减压过滤，滤饼用0.5kg硫酸溶液（pH=2-4）清洗后重复进行减压过滤或者压滤，将两次过滤得到的滤液合并待用。在滤液中加入氢氧化镁（纯度≥95%）0.07kg，氢氧化钙（纯度≥90%）0.6kg，然后过滤，得到澄清溶液，即为含氨基酸螯合中量元素的溶液。将此溶液进行喷雾干燥即得到含氨基酸中量元素肥0.87kg。其中游离氨基酸质量分数为12.8%，Mg质量分数为3.2%，Ca质量分数为8.9%，水不溶物质量分数﹤2.0%。

以上实施例中喷雾干燥的条件为：压力为常压，热空气的温度为120-140℃。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种生产氨基酸中量元素肥的方法，其特征在于，将动物羽毛用pH为8.5～9的碱性水浸泡后清洗、干燥，去除杂质后粉碎，置于高压反应釜中，加入酸，搅拌下升温水解，水解后过滤，得到混合氨基酸性溶液；然后向混合氨基酸性溶液中加入氧化钙和氧化镁或者氢氧化钙和氢氧化镁，过滤，得到含氨基酸螯合中量元素的溶液；最后将此溶液进行干燥，得到氨基酸中量元素肥。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述酸为质量浓度为30%的稀硫酸、质量浓度为30%的浓盐酸、质量浓度不高于3%的过氧乙酸或者它们的混合物；动物羽毛和酸的比为1:3kg/L。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，水解温度为105～110℃；水解时间为8～20小时。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，氧化钙的质量为羽毛质量的11.5%～54.5%，氧化镁的质量为羽毛质量的3.5%～15.5%；氢氧化钙的质量为羽毛质量的15%～70%，氢氧化镁的质量为羽毛质量的5%～22%。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述干燥为喷雾干燥；喷雾干燥压力为常压，热空气的温度为120-140℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，得到的氨基酸中量元素肥中，氨基酸质量分数大于10%，钙、镁元素质量分数之和大于10%，不含无机氮元素，水不溶物质量分数≤5%。