CN109438099A - 一种资源化利用海藻改性硫酸钾的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种资源化利用海藻改性硫酸钾的制备方法，将海藻粉经过酶解提取后加入壳寡糖，并与硫酸钾溶液混合均匀，海藻提取液与硫酸钾的质量比100‑200:1000，然后在造粒塔造粒，制成改性硫酸钾。本发明技术优势在于：将海藻进行酶解提取后复配壳寡糖，使海藻提取液与硫酸钾充分混合均匀，充分利用了海藻多糖等的营养功能性和缓释性，采用的壳寡糖由于相对分子质量小，易于透过细菌胞膜易于进入细胞质和细胞核内，对改性硫酸钾作用的发挥起到显著的推进作用，从而使改性后的硫酸钾营养功效和缓释性显著提升，有利于改变目前海藻与硫酸钾直接混合使用的现状，有效解决钾肥施用过程中利用率过低的技术弊端。
Description
技术领域
本发明涉及一种资源化利用海藻改性硫酸钾的制备方法，属于海藻肥料领域。
背景技术
海藻肥是一类纯天然、无毒副作用的新型肥料,它含有丰富的非含N有机物和一定数量的氨基酸、蛋白质和微量营养元素外，还含有海洋生物特有的海藻多糖、藻朊酸、高度不饱和脂肪酸和陆生植物稀有的锌、溴、碘等矿物元素以及丰富的维生素C、B1、B2、B12、D、E、K等多种营养物质，具有提高作物产量、改善品质和增强作物的抗旱、耐寒、抗病性等作用。目前利用海藻中的功能活性成分提高无机肥料的肥料成为研究的热点，如专利201810157847.9公开了一种高塔海藻硝硫基复合肥料。由以下重量配比的原料组成：硝酸磷15-20份、磷酸一铵10-15份、硫酸钾20-25份、海藻提取物30-35份、海藻残留物20-30份，该发明复合了海藻，使得使用者能够通过一次施肥，就带来更好的肥效，提高了作物生长率；专利201510970587.3公开了一种海藻复合肥，包括以下重量份数的原料：海藻发酵液80～100份、豆粕30～40份、尿素6～10份、磷酸二氢钾6～10份、腐殖酸4～6份、过磷酸钙2～4份、硫酸钾0.8～1.2份、水杨酸1～3份、乙二胺四乙酸二钠1～3份、微量元素0.04～0.06份；专利201810880648.0公开了一种含海藻酸掺混肥料及其制造方法，按所需配方配制的氮、磷、钾三种养分中至少有两种养分标明量的由干混方法制成的颗粒肥料，在其中的颗粒氯化铵和/或颗粒硫酸钾和/或红色颗粒氯化钾中，至少有一种所述颗粒含有海藻酸含量≥30％的海藻酸肥料增效剂，使得该掺混肥料中海藻酸的质量分数大于或等于0.05％。综合比较发现在目前海藻复合肥多以多种养分混合而得，在加工工艺中对N、P、K肥的改性研究相对较少，尤其是K肥的生产工艺复杂，尚未发现利用海藻对硫酸钾进行改性的研究报道。
公司于2015年申请了发明专利“壳聚糖改性尿素的制备方法”，通过将壳聚糖硼溶液与熔融尿素溶液混合制成壳聚糖改性尿素，显著提高了尿素的利用率。在该专利技术的基础上，本发明提供一种资源化利用海藻改性硫酸钾的方法，使改性后的硫酸钾营养功效显著提升，改变目前海藻与硫酸钾直接混合使用的现状，有效解决K肥施用过程中利用率过低的弊端，推进肥料减施增效过程的实施。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种资源化利用海藻改性硫酸钾的制备方法，充分利用海藻中的功能活性成分及其缓释功能，提高硫酸钾的吸收利用率。
本发明通过下述技术方案实现上述技术效果：
一种资源化利用海藻改性硫酸钾的方法，其特征在于将海藻粉经过酶解提取后加入壳寡糖，将海藻提取液与硫酸钾溶液混合均匀，海藻提取液与硫酸钾的质量比100-200:1000，然后在造粒塔造粒，制成改性硫酸钾。
上述海藻可以是海带、浒苔、鼠尾藻、马尾藻、石莼中的一种或几种的混合物。
进一步的，海藻优选为海带或浒苔。
更进一步的，海藻原料最优的选择是海带和浒苔的混合物，其质量配比为6:4。
所述海藻粉的酶解提取工艺具体步骤包括：
(1)海藻预处理：用清水冲洗海藻,去除杂质,沥干；85℃条件下烘干，最后磨粉，过60目筛；
(2)海藻酶解：将预处理后的海藻投入反应釜中，加入5倍质量比的清洁水和海藻降解酶，升温到50℃，保温降解8h。
上述海藻降解酶的添加量为海藻质量比的2％，所述海藻降解酶包括木瓜蛋白酶、纤维素酶和非淀粉多糖酶，其质量比为2:2:2。
一种资源化利用海藻改性硫酸钾的方法，其特征在于海藻粉酶解提取后加入海藻质量比8％的壳寡糖，将壳寡糖加入到海藻酶解后混合均匀，即为海藻提取液。
上述壳寡糖所述壳寡糖的分子量小于1000Da、脱乙酰度大于95％，其中壳二糖、壳三糖、壳四糖的总含量大于60％。
与现有技术相比，具有以下显著优势：
(1)本发明将海藻进行酶解提取后复配壳寡糖，使海藻提取液与硫酸钾充分混合均匀，制备改性硫酸钾，使改性后的硫酸钾营养功效和缓释性显著提升，改变目前海藻与硫酸钾直接混合使用的现状，有效解决K肥施用过程中利用率过低的弊端；
(2)本申请将海藻粉进行酶解提取，并复配壳聚糖，充分利用了海藻多糖等的功能性和缓释性；采用的壳寡糖由于相对分子质量小，易于透过细菌胞膜易于进入细胞质和细胞核内，对改性硫酸钾作用的发挥起到显著的推进作用；试验结果表明不添加壳寡糖的试验组较含有壳寡糖的改性硫酸钾试验组番茄产量下降4.46％，利用壳寡糖改性硫酸钾无明显增产效果；
(3)本发明研究结果表明，海带和浒苔的协同使用能够显著促进改性硫酸钾的作用功效，能够取得“1+1>2”的技术效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细描述：
本发明一种资源化利用海藻改性硫酸钾的实施方式，制备方法如下：先进行海藻提取液的制备，将海藻提取液与硫酸钾溶液混合均匀，海藻提取液与硫酸钾的质量比100-200:1000，然后在造粒塔造粒，制成改性硫酸钾。以下为本发明的具体实施例。
实施例1
一种资源化利用海藻改性硫酸钾的方法，具体步骤包括：
(1)海藻预处理：用清水冲洗海藻,去除杂质,沥干；85℃条件下烘干，最后磨粉，过60目筛；所述海藻为海带和浒苔的混合物，其质量配比为6:4；
(2)海藻酶解：将预处理后的海藻投入反应釜中，加入5倍质量比的清洁水和海藻降解酶，升温到50℃，保温降解8h；海藻降解酶的添加量为海藻质量比的2％，所述海藻降解酶包括木瓜蛋白酶、纤维素酶和非淀粉多糖酶，其质量比为2:2:2；
(3)壳寡糖复配：海藻粉酶解提取后加入海藻质量比8％的壳寡糖，将壳寡糖加入到海藻酶解后混合均匀，即为海藻提取液；所述壳寡糖所述壳寡糖的分子量小于1000Da、脱乙酰度大于95％，其中壳二糖、壳三糖、壳四糖的总含量大于60％；
(4)硫酸钾改性：将海藻提取液与硫酸钾溶液混合均匀，海藻提取液与硫酸钾的质量比100:1000，然后在造粒塔造粒，制成改性硫酸钾。
实施例2
一种资源化利用海藻改性硫酸钾的方法，具体步骤包括：
(1)海藻预处理：用清水冲洗海藻,去除杂质,沥干；85℃条件下烘干，最后磨粉，过60目筛；所述海藻为海带；
(2)海藻酶解：将预处理后的海藻投入反应釜中，加入5倍质量比的清洁水和海藻降解酶，升温到50℃，保温降解8h；海藻降解酶的添加量为海藻质量比的2％，所述海藻降解酶包括木瓜蛋白酶、纤维素酶和非淀粉多糖酶，其质量比为2:2:2；
(3)壳寡糖复配：海藻粉酶解提取后加入海藻质量比8％的壳寡糖，将壳寡糖加入到海藻酶解后混合均匀，即为海藻提取液；所述壳寡糖所述壳寡糖的分子量小于1000Da、脱乙酰度大于95％，其中壳二糖、壳三糖、壳四糖的总含量大于60％；
(4)硫酸钾改性：将海藻提取液与硫酸钾溶液混合均匀，海藻提取液与硫酸钾的质量比100:1000，然后在造粒塔造粒，制成改性硫酸钾。
实施例3
一种资源化利用海藻改性硫酸钾的方法，具体步骤包括：
(1)海藻预处理：用清水冲洗海藻,去除杂质,沥干；85℃条件下烘干，最后磨粉，过60目筛；所述海藻为浒苔；
(2)海藻酶解：将预处理后的海藻投入反应釜中，加入5倍质量比的清洁水和海藻降解酶，升温到50℃，保温降解8h；海藻降解酶的添加量为海藻质量比的2％，所述海藻降解酶包括木瓜蛋白酶、纤维素酶和非淀粉多糖酶，其质量比为2:2:2；
(3)壳寡糖复配：海藻粉酶解提取后加入海藻质量比8％的壳寡糖，将壳寡糖加入到海藻酶解后混合均匀，即为海藻提取液；所述壳寡糖所述壳寡糖的分子量小于1000Da、脱乙酰度大于95％，其中壳二糖、壳三糖、壳四糖的总含量大于60％；
(4)硫酸钾改性：将海藻提取液与硫酸钾溶液混合均匀，海藻提取液与硫酸钾的质量比100:1000，然后在造粒塔造粒，制成改性硫酸钾。
实施例4比较不同硫酸钾肥料对番茄种植的影响
1、试验方法
在公司试验大棚中选取4块土质相同，面积相等的番茄地，向4块番茄地上种植番茄苗，且番茄苗的长势，种植数量和间隔距离相同，向其中的三块番茄地施加由实施例一，实施例二和实施例三的方法制成的海藻改性硫酸钾，分别为实验1组，实验2组和实验3组，向其中的一块番茄地施加无机硫酸钾为对照组；在相同的栽培工艺条件下(其中硫酸钾肥料的施用量为20Kg/亩)，测定番茄的产量和品质；
2、试验结果
表1不同硫酸钾对番茄产量和品质的影响
上述实验结果表明了本发明本发明产品能够显著促进番茄增产，提高番茄产品品质，说明本申请取得了显著的技术效果。此外，试验结果还表明了改变海藻原料的组成会对硫酸钾产品的营养功效产生显著的影响。综合考虑，以实施例1为本发明最佳实施例。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对被发明进行了详细的说明，但对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而对这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种资源化利用海藻改性硫酸钾的方法，其特征在于将海藻粉经过酶解提取后加入壳寡糖，将海藻提取液与硫酸钾溶液混合均匀，海藻提取液与硫酸钾的质量比100-200:1000，然后在造粒塔造粒，制成改性硫酸钾。
2.根据权利要求1所述的一种资源化利用海藻改性硫酸钾的方法，其特征在于所述海藻可以是海带、浒苔、鼠尾藻、马尾藻、石莼中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种资源化利用海藻改性硫酸钾的方法，其特征在于所述海藻优选为海带或浒苔。
4.根据权利要求1所述的一种资源化利用海藻改性硫酸钾的方法，其特征在于所述海藻原料最优的选择是海带和浒苔的混合物，其质量配比为6:4。
5.根据权利要求1所述的一种资源化利用海藻改性硫酸钾的方法，其特征在于所述海藻粉的酶解提取工艺具体步骤包括：
(1)海藻预处理：用清水冲洗海藻,去除杂质,沥干；85℃条件下烘干，最后磨粉，过60目筛；
(2)海藻酶解：将预处理后的海藻投入反应釜中，加入5倍质量比的清洁水和海藻降解酶，升温到50℃，保温降解8h。
6.根据权利要求5所述的一种资源化利用海藻改性硫酸钾的方法，其特征在于所述海藻降解酶的添加量为海藻质量比的2％，所述海藻降解酶包括木瓜蛋白酶、纤维素酶和非淀粉多糖酶，其质量比为2:2:2。
7.根据权利要求1所述的一种资源化利用海藻改性硫酸钾的方法，其特征在于所述海藻粉酶解提取后加入海藻质量比8％的壳寡糖，将壳寡糖加入到海藻酶解后混合均匀，即为海藻提取液。
8.根据权利要求7所述的一种资源化利用海藻改性硫酸钾的方法，其特征在于所述壳寡糖所述壳寡糖的分子量小于1000Da、脱乙酰度大于95％，其中壳二糖、壳三糖、壳四糖的总含量大于60％。
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