CN109553475A

CN109553475A - 一种以甘蔗糖蜜废醪液为原料的肥料的制备方法及应用

Info

Publication number: CN109553475A
Application number: CN201811622961.0A
Authority: CN
Inventors: 王斌; 尚海丽; 李奇; 方丽婷; 莫夏明; 赵学通; 张万伟
Original assignee: YUNNAN YUNYE FERTILIZER CO Ltd
Current assignee: YUNNAN YUNYE FERTILIZER CO Ltd
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2019-04-02

Abstract

本发明公开了一种以甘蔗糖蜜废醪液为原料的肥料的制备方法及应用，制备方法：步骤一，糖蜜废醪液的浓缩；步骤二，降黏稠度处理：将；步骤三，物料收集；步骤四，物料的复配；步骤五，粉剂的制备；采用浓缩的方法富集废醪液中营养成分，利用废醪液中含多种活性官能团的特性，添加适量无机中微量养分与废醪液中酸性官能团充分结合，制备可溶性中微量元素肥，同时，将废醪液中的有机成分尽可能多的保存下来，减少在浓缩过程中的损失。该类水溶性肥料将有效防治作物缺素症，均衡作物养分，刺激作物生长，提高作物产量，提升作物品质，对于改善我国农业生产过程中微量元素缺乏现状将起到至关重要的作用。

Description

一种以甘蔗糖蜜废醪液为原料的肥料的制备方法及应用

技术领域

本发明涉及肥料领域，尤其涉及一种以甘蔗糖蜜废醪液为原料的肥料的制备方法及应用。

背景技术

南方是我国制糖行业的重点区域，甘蔗糖产量达到800多万t，制糖企业有250多家。制糖副产品甘蔗糖蜜大多数用于发酵生产酒精，蒸馏酒精后排出的废液(以下简称废醪液)为一种颜色较深的污染物且不易处理，废醪液属于高浓度有机废水，糖厂每生产1t酒精，大约排出13～15t废液。废醪液中的固形物大约70％为有机质，其中有糖分、腐植酸、蛋白质、氨基酸和维生素等，其余为灰分，含有氮、磷、钾、钙、镁、硼、锌、铁、锰、铜、钼等元素，钾含量高，重金属痕量，无毒、无害。从成分上看，废醪液是可以开发的宝贵资源。

但是，废醪液通常是被当做废液直接排放、污染环境。糖蜜废醪液定量还田是现目前糖厂处理废醪液的主要方式，且用量高达7t/亩，废醪液浇施甘蔗后，会出现浓烈的恶臭味，同时严重影响土壤、水体生态环境。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种以甘蔗糖蜜废醪液为原料的肥料的制备方法及应用，采用浓缩的方法富集废醪液中营养成分，利用废醪液中含多种活性官能团的特性，添加适量无机中微量养分与废醪液中酸性官能团充分结合，制备可溶性中微量元素肥，同时，将废醪液中的有机成分尽可能多的保存下来，减少在浓缩过程中的损失。该类水溶性肥料将有效防治作物缺素症，均衡作物养分，刺激作物生长，提高作物产量，提升作物品质，对于改善我国农业生产过程中微量元素缺乏现状将起到至关重要的作用。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

一种以甘蔗糖蜜废醪液为原料的肥料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤一，糖蜜废醪液的浓缩：对糖蜜废醪液进行加热浓缩预处理，使水分(质量百分数)控制在40％-60％，加热温度为80-95℃，加热时间为20-30min,pH为5.5-6.0，水溶性腐植酸的浓度为70g/L，热浓缩预处理后，向浓缩废醪液中加入氢氧化钾，氢氧化钾的加入量与浓缩废醪液的质量比为1:20，反应10-15min，备用；

步骤二，降黏稠度处理：将分散剂添加到步骤一中处理好的浓缩废醪液中，混合均匀，分散剂与浓缩废醪液的体积比1:10，

所述分散剂为十二烷基硫酸钠与硅表面活性剂等质量比制成的浓度2％(质量百分比)分散剂溶液；

步骤三，物料收集：将步骤二中降黏稠度处理后的废醪液采用隔膜压滤机进行过滤，收集废醪液滤液，备用；

步骤四，物料的复配：取质量份的步骤三收集的废醪液滤液40-50份、中微量元素49-57份、助剂1-3份，混合均匀即得液态水溶肥；

所述中微量元素为硫酸镁、氧化镁、氢氧化钾、硼砂、钼酸钠、螯合铁、螯合锰、硫酸铜、硫酸锌中的一种或多种；

所述助剂为柠檬酸、酒石酸、EDTA中的一种或多种；

步骤五，粉剂的制备，将步骤四复配制得的水溶肥通过喷雾干燥设备制得粉剂水溶肥；喷雾干燥过程中，原料液进料量为3000kg/h,水蒸发量为500kg/h,负压为100Pa,进风温度220℃，出风温度90℃；

所述粉剂水溶肥的养分质量含量指标为：Ca≥2.5％、MgO≥5.0％、S≥4.5％、B≥0.1％、Zn≥2.0％、Cu≥0.25％、Mo≥0.1％、Fe≥0.3％、Mn≥1.0％，有机质≥8.0％、可溶性腐植酸≥4％。

进一步的，所述步骤四中物料的复配包含物料的重量份为：步骤三收集的废醪液滤液40-50份、MgSO₄·7H₂O 26-30份、硼砂1-2份、ZnSO₄·7H₂O 9-15份、CuSO₄1-1.5份、Na₂Mo₄·2H₂O 0.25-0.5份、螯合铁2.3-3份、螯合锰10-15份、助剂为柠檬酸1-3份。

一种以甘蔗糖蜜废醪液为原料的肥料的制备方法制备的以甘蔗糖蜜废醪液为原料的水溶肥料。

一种以甘蔗糖蜜废醪液为原料的肥料的制备方法制备的水溶肥料，应用在经济作物的肥料中。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

1.本发明利用浓缩降黏稠处理方法将废醪液中营养成分有效富集，从而提高单位体积中的养分含量，废醪液中酸性官能团与营养元素充分结合，尽可能多地将废醪液养分保存下来，减少在浓缩过程中的损失，从而大大提高养分利用率。同时经浓缩后废醪液含有丰富的氨基酸、腐植酸、维生素、生物刺激剂等物质可有效刺激作物生长、增强作物抗逆性、提高作物产量、改善作物品质。

2.针对废醪液中含有作物生长所需的17中必需营养元素中的11种，本发明制备的含腐植酸中微量元素水溶肥，可广泛适用于经济作物，在有效防治作物缺素症的同时，还可提高作物的生理代谢进程，促进干物质的积累，有利于品质提升。其养分来源大部分来自废醪液本身具有环保、可持续、无毒副作用的特点。

3.该发明主要用于叶面喷施、兑水浇施、根施，可有效提高养分的利用效率，节水省肥，见效快。

附图说明

图1为本发明的制备工艺流程示意图；

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。

一种以甘蔗糖蜜废醪液为原料的肥料的制备方法，包括以下步骤：

1.糖蜜废醪液的浓缩：对糖蜜废醪液进行加热浓缩预处理，使水分控制在40％-60％，加热温度为80-95℃，保持20-30min,pH维持在5.5-6.0之间，水溶性腐植酸为70g/L。向上述溶液加入氢氧化钾，使二者充分反应10-15min,使废醪液中养分尽可能多地保存下来，减少在浓缩过程中损失，有助于提高养分利用效率。

上述氢氧化钾的加入量与废醪液的质量比为1:20。

废醪液养分含量检测结果

2.降黏稠度处理：利用分散剂十二烷基硫酸钠及硅表面活性剂按质量比1:1制成2％分散剂溶液，将分散剂溶液与步骤1中浓缩废醪液按体积比1:10混合均匀备用。硅表面活性剂为有机硅聚氧乙烯醚。

3.物料复配：将步骤2中废醪液隔膜压滤机进行过滤，收集滤液；依据作物养分需求规律及土壤养分供应状况，确定肥料配方，选定全水溶无机中微量元素肥料为原料并复配助剂混合溶解于滤液中即可。上述肥料的制备，包含废醪液40-50份、无机中微量元素肥料包括49-57份、助剂1-3份。

上述腐植酸水溶肥制备包括的无机肥料为尿素、硫酸镁、氧化镁、氢氧化钾、硼砂、钼酸钠、螯合铁、螯合锰、硫酸铜、硫酸锌中的一种或多种等质量复配。根据作物和土壤养分状况的不同，各中微量营养元素比例不同。

上述腐植酸中微量水溶肥其所述的助剂为柠檬酸、酒石酸、EDTA中的一种或多种等质量复配，添加量为1％-3％。

上述物料复配包含步骤2滤液40-50份、MgSO₄·7H₂O 26-30份、硼砂1-2份、ZnSO₄·7H₂O 9-15份、CuSO₄1-1.5份、Na₂Mo₄·2H₂O 0.25-0.5份、螯合铁2.3-3份、螯合锰10-15份、柠檬酸1-3份。

腐植酸中微量元素水溶肥(粉剂)制备：

粉剂腐植酸中微量元素水溶肥的制备方法为利用液体剂型通过喷雾干燥制得，液体剂型的制备如上所述步骤1、2、3。

喷雾干燥：将步骤3所得混合溶液，通过喷雾干燥设备制得含腐植酸粉状中微量元素水溶肥。

该肥料制备过程中，原料液进料量为3000kg/h,水蒸发量500kg/h,负压维持在100Pa,进风温度220℃，出风温度90℃。

通过喷雾干燥制得的含腐植酸中微量元素肥料养分含量指标如下：Ca≥2.5％、MgO≥5.0％、S≥4.5％、B≥0.1％、Zn≥2.0％、Cu≥0.25％、Mo≥0.1％、Fe≥0.3％、Mn≥1.0％，有机质≥8.0％、可溶性腐植酸≥4％。

下面以具体实施例来说明。

具体实施例1

利用糖蜜废醪液与无机中微量养分复配后，采用喷雾干燥法制备粉状中微量元素肥，原料组份如下，均为重量份：废醪液42份、MgSO₄·7H₂O 25份、硼砂2份、ZnSO₄·7H₂O 10份、CuSO₄1.5份、Na₂Mo₄·2H₂O 0.5份、螯合铁2份、螯合锰15份、柠檬酸2份。

其中，活化处理后，废醪液中有机质含量为25.33％、分散剂为硅表面活性剂：十二烷基硫酸钠＝1:1。

制备方法如下:按配方将混合物料通过喷雾干燥塔，原料液进料量为3000kg/h,水蒸发量500kg/h,负压维持在100Pa,进风温度220℃，出风温度90℃，将喷雾干燥后的粉状成品冷却至室温后，得到含水量约为5％左右的产品，即可称量包装。

具体实施例2：

制备方法与实施例1相同，所不同的是原料组份重量份如下:废醪液41份、MgSO₄·7H₂O 28份、硼砂1份、ZnSO₄·7H₂O 15份、CuSO₄1份、Na₂Mo₄·2H₂O 0.25份、螯合铁3份、螯合锰10.75份、柠檬酸1份。其中，活化处理后，废醪液中有机质含量为24.63％、分散剂为硅表面活性剂：十二烷基硫酸钠＝1:1。

具体实施例3：

制备方法与实施例1相同，所不同的是原料组份重量份如下:废醪液40份、MgSO₄·7H₂O 26份、硼砂2份、ZnSO₄·7H₂O 9份、CuSO₄1份、Na₂Mo₄·2H₂O 0.5份、螯合铁2.3份、螯合锰10份、柠檬酸3份。

具体实施例4：

制备方法与实施例1相同，所不同的是原料组份重量份如下:废醪液50份、MgSO₄·7H₂O 30份、硼砂1份、ZnSO₄·7H₂O 15份、CuSO₄1.5份、Na₂Mo₄·2H₂O 0.25份、螯合铁3份、螯合锰15份、柠檬酸1份。具体实施例5

腐植酸中微量元素水溶肥在盆栽黄瓜上的应用试验

1.试验时间：2018年6月12日移栽，8月25日收获、测产。

2.试验地点：昆明市安宁市青龙镇微生物菌种筛选与应用国家地方联合工程研究中心实验温室。

3.试验方法

供试材料：黄瓜幼苗，品种为“亮丽16号”，在田间管理及各项栽培管理措施一致的前提下，利用黄瓜幼苗种植5kg大盆栽，采用随机区组排列试验设计，设置3个处理，4次重复，每3盆为一次重复，每盆移栽黄瓜幼苗1株。采用叶面喷施的方法每隔一周喷施一次，试验处理为：

处理1：市场上腐植酸叶面肥产品

处理2：本发明腐植酸叶面肥具体实施例1

处理3：空白对照(CK)喷施清水

4.试验结果与分析

该发明腐植酸叶面肥相较于市面同类型水溶肥具有较好的应用效果，在植株叶片生长、白粉病防病效果及果实农艺性状等方面均具有显著效果。

4.1不同施肥处理对黄瓜长势及农艺性状的影响

通过对不同施肥处理的黄瓜观察记录,由表1可知：喷施本发明腐植酸叶面肥的处理，较市面腐植酸叶面肥差异不显著，较空白处理差异显著。较空白处理，处理2主要表现在生长快、长势强，叶色浓绿有光泽、叶片展开度大，未发白粉病；果实粗壮，口感较好，较常规用腐植酸叶面肥具有一定的增产作用。

表1黄瓜生长性状表

表2黄瓜植株性状表

实施例6

腐植酸中微量元素水溶肥在番茄上的应用试验

1.试验材料与方法

1.1试验时间与地点

试验时间为2017年5-9月。试验地点昆明市嵩明县杨桥乡杨桥村，供试土壤为黏壤土，前茬作物为番茄，有机质含量30.69g.kg^-1，pH6.1，碱解氮含量173.5mg.kg^-1，有效磷含量80.17mg.kg^-1，速效钾含量481.58mg.kg^-1。

1.2试验材料供试肥料为腐植酸中量元素水溶肥，粉剂。供试作物番茄的品种为粉特2号。

1.3试验方法

试验共设3个处理：处理1为常规施肥；处理2为在常规施肥基础上，喷施与处理3等量的清水；处理3为在常规施肥基础上，喷施腐植酸中量元素水溶肥。常规施肥为：底肥施腐熟鸡粪500kg/667m²+复合肥(17－17－17)60kg/667m²；追肥施冲施肥(15－5－25)10kg/667m²，每20d左右追施一次，共冲施4次。将腐植酸中量元素水溶肥稀600倍液，于番茄果实膨大期开始喷施，以后每隔15d喷施1次，连续喷施4次。每个处理重复3次。小区面积20m²，随机排列。

1.4田间管理措施

2017年3月15日育苗，4月17日整地起垄并施底肥。4月21日移栽，行距100cm、株距40cm。5月28日开花座果，每株留3捧果，每捧果5个番茄。6月10日番茄头茬果实膨大追施冲施肥。6月12日喷施腐植酸中量元素水溶肥，此后每隔15d喷施一次，共喷施4次；生育期间内根据土壤墒情及时浇水。7月3日开始采收，8月28日采收结束，各小区单独测产。

2.结果与分析

2.1不同施肥处理对番茄生物学性状的影响

表3不同施肥处理对番茄生物学性状的影响

处理	株高(cm)	茎围(cm)	叶色	单果重(g)	单株挂果数(个)
						1	151.2	1.7	绿	223.6	16
2	151.8.	1.7	绿	224.5	16
						3	154.6	1.9	浓绿	234.7	16

由表3可知：番茄生育性状在不同施肥处理上呈现一定差异性，与处理1相比，处理3株高增加3.4cm,茎围增加0.2cm,叶色浓绿，单果重增加11.1g；较处理2相比，处理3株高增加2.8cm,茎围增加0.2cm,叶色浓绿，单果重增加10.2g,从调查结果看，处理3的叶色浓绿、叶片厚、果型均匀、商品性好。这说明施用腐植酸中量元素水溶肥能促进番茄生长发育、提高果实产量、改善果实品质。

2.2不同施肥处理对番茄产量的影响

表4不同施肥处理对番茄产量的影响

综合以上处理的结果可知：不同施肥处理，番茄产量有一定差异，较处理1，处理3每亩增产156.8kg,增产率为3.31％；较处理2，处理3每亩增产140.1kg,增产率为2.95％，说明番茄在昆明地区种植，施用该腐植酸水溶肥可以增加番茄产量。

显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种以甘蔗糖蜜废醪液为原料的肥料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：

所述助剂为柠檬酸、酒石酸、EDTA中的一种或多种；

所述粉剂水溶肥的养分质量含量为：Ca≥2.5％、MgO≥5.0％、S≥4.5％、B≥0.1％、Zn≥2.0％、Cu≥0.25％、Mo≥0.1％、Fe≥0.3％、Mn≥1.0％，有机质≥8.0％、可溶性腐植酸≥4％。

2.根据权利要求1所述的一种以甘蔗糖蜜废醪液为原料的肥料的制备方法，其特征在于：所述步骤四中物料的复配包含物料的重量份为：步骤三收集的废醪液滤液40-50份、MgSO₄·7H₂O 26-30份、硼砂1-2份、ZnSO₄·7H₂O 9-15份、CuSO₄1-1.5份、Na₂Mo₄·2H₂O0.25-0.5份、螯合铁2.3-3份、螯合锰10-15份、助剂为柠檬酸1-3份。

3.根据权利要求1所述的一种以甘蔗糖蜜废醪液为原料的肥料的制备方法制备的以甘蔗糖蜜废醪液为原料的水溶肥料。

4.根据权利要求1所述的一种以甘蔗糖蜜废醪液为原料的肥料的制备方法制备的水溶肥料，应用在经济作物的肥料中。