CN106278651A - 一种缓控释化肥的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种缓控释化肥的制备方法，包括制备干燥化肥颗粒，包括以下步骤：按重量份计，将淀粉、蜂巢提取物、甲壳素纤维素与玉米油混合得到混合液体，备用；采用气压喷雾方式均匀将混合液体喷涂在干燥化肥颗粒表面；化肥颗粒与蓖麻油混合搅拌，得到缓控释化肥。本发明所用包覆物均可生物降解，与现有使用各种合成高分子胶黏剂做包裹胶膜相比，可弥补合成高分子不可生物降解，对土壤和环境污染的不足。本发明的工艺简单，操作方便，工艺过程周期短，能耗低,且不产生废弃物，符合原子经济绿色环保的理念,利于工业化推广应用。

Description

一种缓控释化肥的制备方法
技术领域
本发明属于化肥技术领域，尤其涉及一种稳定可靠，成本低，总养分高，所用材料可生物降解，不改变土壤环境的缓控释化肥的制备方法。
背景技术
化肥在农业生产中占有举足轻重的地位。我国作为一个农业大国，农业生产中对化肥的需求量很高，据统计化肥已经成为农业生产中最大的物质投资，约占全部生产性支出的50%左右。我国的化肥产量与使用量均为世界第一，其中产量约占世界化肥产量的20%，使用量已占世界化肥用量的28%。
然而，由于化肥的性质以及对土壤环境的要求，继而导致土壤物理性质不断恶化，这样不仅影响农作物的提高，而且对环境也造成了巨大污染。
因此，提高化肥利用率，减少施肥过量，避免环境污染已经成为发展可持续农业迫切需要解决的问题。缓释肥料又称控释肥料（control release fertilizers）便应运而生。
缓释化肥有以下优势：1）减少养分流失，提高化肥利用率。2）使土壤中引起植物不能利用形式的化学与生物固定作用减少。3）减少了脱氮作用以及氮硝化作用而造成的氮元素损失。
然而，现有缓释化肥存在如下问题：1）包裹层成膜物多为合成高分子聚合物，不易生物降解。2）直接使用纯淀粉或各种植物秸秆粉末加化学粘合剂包裹，缓释周期短或缓释速率难以控制。3）所用包覆物质价格昂贵如硅烷、钛酸酯或铝酸酯等偶联剂，成本高不利于大规模推广应用。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种稳定可靠，成本低，总养分高，所用材料可生物降解，不改变土壤环境的缓控释化肥的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种缓控释化肥的制备方法，包括制备干燥化肥颗粒，包括以下步骤：
1）按重量份计，将100-120份的淀粉、120-150份蜂巢提取物、50-60份甲壳素纤维素与200份玉米油在120-150℃、频率为85MHz超声震荡60-75min，得到混合液体，备用；
2）将步骤1）制备的混合液体采用气压喷雾方式均匀喷涂在干燥化肥颗粒表面，喷涂压力为0.55-0.65MPa，得到涂布后的化肥颗粒，将温度冷却至40-50℃；
3）将步骤2）得到的涂布后的化肥颗粒与蓖麻油混合搅拌，得到缓控释化肥。
在本技术方案中，与现有使用淀粉胶与粉状木材剩余物制造缓释肥料壳体相比，本发明可弥补因粉状木材剩余物颗粒及空隙过大对化肥包裹不均匀，缓释时间短且不易控制的不足。本发明的步骤2）涂布在化肥颗粒表面为第一包覆层，步骤3）制备的包覆层为第二包覆层，第二包覆层似开关层，通过亲水性集团与外界土壤中的水分以氢键缔合而溶出，为化肥提供向外缓慢释放的通道，达到控制化肥释放的速率，从而得到可控制缓释速率的缓释化肥。该方法可适用于各种水溶性缓释化肥的制备，且第一包覆层和第二包覆层所用材料均为可完全生物降解材料，对土壤无污染， 不改变土壤环境。
作为优选，步骤2）中混合液体与干燥化肥颗粒的质量比为1.35-1.5:1。
作为优选，步骤3）中涂布后的化肥颗粒与蓖麻油的质量比为1:3-4.2。
作为优选，步骤3）中搅拌速度为2500-3000r/min，温度为90-95℃，搅拌时间为25-35min。
作为优选，干燥化肥颗粒的粒径为2-4.5mm。
作为优选，步骤1）中所述的蜂巢提取物的制备方法为：将蜂巢原料冷冻粉粹后，用超临界二氧化碳萃取，萃取塔压力为20-25MPa，萃取温度为65-75℃，萃取时间1-2h，夹带剂为萃取塔进料重量的20-25%的体积浓度为95%的乙醇溶液，分离塔压力10-15MPa，分离温度55-65℃，从分离塔出料得到蜂巢提取物。
作为优选，在步骤2）结束后，将冷却后的化肥颗粒与其质量0.2-0.5%的白云石粉混合搅拌15min。
作为优选，步骤1）中所用淀粉为玉米淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉、绿豆淀粉或藕淀粉。
本发明的有益效果是：与现有使用淀粉胶与粉状木材剩余物制造缓释肥料壳体相比，本发明可弥补因粉状木材剩余物颗粒及空隙过大对化肥包裹不均匀，缓释时间短且不易控制的不足。本发明的步骤2）涂布在化肥颗粒表面为第一包覆层，步骤3）制备的包覆层为第二包覆层，第二包覆层似开关层，通过亲水性集团与外界土壤中的水分以氢键缔合而溶出，为化肥提供向外缓慢释放的通道，达到控制化肥释放的速率，从而得到可控制缓释速率的缓释化肥。该方法可适用于各种水溶性缓释化肥的制备，且第一包覆层和第二包覆层所用材料均为可完全生物降解材料，对土壤无污染， 不改变土壤环境。 所用包覆物均可生物降解，与现有使用各种合成高分子胶黏剂做包裹胶膜相比，可弥补合成高分子不可生物降解，对土壤和环境污染的不足。本发明的工艺简单，操作方便，工艺过程周期短，能耗低,且不产生废弃物，符合原子经济绿色环保的理念,利于工业化推广应用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种缓控释化肥的制备方法，包括制备干燥化肥颗粒，干燥化肥颗粒的粒径为2-4.5mm，包括以下步骤：
1）按重量份计，将100份的小麦淀粉、120份蜂巢提取物、50份甲壳素纤维素与200份玉米油在120℃、频率为85MHz超声震荡60min，得到混合液体，备用；蜂巢提取物的制备方法为：将蜂巢原料冷冻粉粹后，用超临界二氧化碳萃取，萃取塔压力为20MPa，萃取温度为65℃，萃取时间1h，夹带剂为萃取塔进料重量的20%的体积浓度为95%的乙醇溶液，分离塔压力10MPa，分离温度55℃，从分离塔出料得到蜂巢提取物；
2）将步骤1）制备的混合液体采用气压喷雾方式均匀喷涂在干燥化肥颗粒表面，喷涂压力为0.55MPa，得到涂布后的化肥颗粒，将温度冷却至40℃，将冷却后的化肥颗粒与其质量0.2%的白云石粉混合搅拌15min；混合液体与干燥化肥颗粒的质量比为1.35:1
3）将步骤2）得到的涂布后的化肥颗粒与蓖麻油混合搅拌，搅拌速度为2500r/min，温度为90℃，搅拌时间为25min，得到缓控释化肥；涂布后的化肥颗粒与蓖麻油的质量比为1:3。
实施例2
一种缓控释化肥的制备方法，包括制备干燥化肥颗粒，干燥化肥颗粒的粒径为2-4.5mm，包括以下步骤：
1）按重量份计，将110份的绿豆淀粉、135份蜂巢提取物、55份甲壳素纤维素与200份玉米油在130℃、频率为85MHz超声震荡65min，得到混合液体，备用；蜂巢提取物的制备方法为：将蜂巢原料冷冻粉粹后，用超临界二氧化碳萃取，萃取塔压力为23MPa，萃取温度为68℃，萃取时间1.5h，夹带剂为萃取塔进料重量的22%的体积浓度为95%的乙醇溶液，分离塔压力12MPa，分离温度57℃，从分离塔出料得到蜂巢提取物；
2）将步骤1）制备的混合液体采用气压喷雾方式均匀喷涂在干燥化肥颗粒表面，喷涂压力为0.58MPa，得到涂布后的化肥颗粒，将温度冷却至45℃，将冷却后的化肥颗粒与其质量0.3%的白云石粉混合搅拌15min；混合液体与干燥化肥颗粒的质量比为1.45:1
3）将步骤2）得到的涂布后的化肥颗粒与蓖麻油混合搅拌，搅拌速度为2800r/min，温度为93℃，搅拌时间为28min，得到缓控释化肥；涂布后的化肥颗粒与蓖麻油的质量比为1:3.6。
实施例3
一种缓控释化肥的制备方法，包括制备干燥化肥颗粒，干燥化肥颗粒的粒径为2-4.5mm，包括以下步骤：
1）按重量份计，将100份的藕淀粉、150份蜂巢提取物、60份甲壳素纤维素与200份玉米油在150℃、频率为85MHz超声震荡75min，得到混合液体，备用；蜂巢提取物的制备方法为：将蜂巢原料冷冻粉粹后，用超临界二氧化碳萃取，萃取塔压力为20-25MPa，萃取温度为75℃，萃取时间2h，夹带剂为萃取塔进料重量的25%的体积浓度为95%的乙醇溶液，分离塔压力15MPa，分离温度65℃，从分离塔出料得到蜂巢提取物；
2）将步骤1）制备的混合液体采用气压喷雾方式均匀喷涂在干燥化肥颗粒表面，喷涂压力为0.65MPa，得到涂布后的化肥颗粒，将温度冷却至50℃，将冷却后的化肥颗粒与其质量0.5%的白云石粉混合搅拌15min；混合液体与干燥化肥颗粒的质量比为1.5:1
3）将步骤2）得到的涂布后的化肥颗粒与蓖麻油混合搅拌，搅拌速度为3000r/min，温度为95℃，搅拌时间为35min，得到缓控释化肥；涂布后的化肥颗粒与蓖麻油的质量比为1:4.2。
应当理解的是，对于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 (8)

1.一种缓控释化肥的制备方法，包括制备干燥化肥颗粒，其特征在于，包括以下步骤：
1）按重量份计，将100-120份的淀粉、120-150份蜂巢提取物、50-60份甲壳素纤维素与200份玉米油在120-150℃、频率为85MHz超声震荡60-75min，得到混合液体，备用；
2）将步骤1）制备的混合液体采用气压喷雾方式均匀喷涂在干燥化肥颗粒表面，喷涂压力为0.55-0.65MPa，得到涂布后的化肥颗粒，将温度冷却至40-50℃；
3）将步骤2）得到的涂布后的化肥颗粒与蓖麻油混合搅拌，得到缓控释化肥。
2.根据权利要求1所述的一种缓控释化肥的制备方法，其特征在于，步骤2）中混合液体与干燥化肥颗粒的质量比为1.35-1.5:1。
3.根据权利要求1所述的一种缓控释化肥的制备方法，其特征在于，步骤3）中涂布后的化肥颗粒与蓖麻油的质量比为1:3-4.2。
4.根据权利要求1所述的一种缓控释化肥的制备方法，其特征在于，步骤3）中搅拌速度为2500-3000r/min，温度为90-95℃，搅拌时间为25-35min。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种缓控释化肥的制备方法，其特征在于，干燥化肥颗粒的粒径为2-4.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种缓控释化肥的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述的蜂巢提取物的制备方法为：将蜂巢原料冷冻粉粹后，用超临界二氧化碳萃取，萃取塔压力为20-25MPa，萃取温度为65-75℃，萃取时间1-2h，夹带剂为萃取塔进料重量的20-25%的体积浓度为95%的乙醇溶液，分离塔压力10-15MPa，分离温度55-65℃，从分离塔出料得到蜂巢提取物。
7.根据权利要求1所述的一种缓控释化肥的制备方法，其特征在于，在步骤2）结束后，将冷却后的化肥颗粒与其质量0.2-0.5%的白云石粉混合搅拌15min。
8.根据权利要求1所述的一种缓控释化肥的制备方法，其特征在于，步骤1）中所用淀粉为玉米淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉、绿豆淀粉或藕淀粉。
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