CN110283017A - 一种添加微碳制剂和复合活性酶的复合肥及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及肥料制备技术领域，尤其涉及一种添加微碳制剂和复合活性酶的复合肥，包含以下重量份的组分：0.05‑0.2份复合活性酶、0.05‑0.2份微碳制剂、0.05‑0.2份中微量元素以及95‑105份可溶性氮磷钾；所述复合活性酶包括多肽聚碳酶和金属蛋白酶；所述微碳制剂载有小分子有机酸片段；还提供了该复合肥的制备工艺，通过二次重结晶得到。本发明提出的复合肥，携带大量营养成分，并能有效改善土壤环境，提高土壤活力，安全环保。

Description

一种添加微碳制剂和复合活性酶的复合肥及其制备工艺
技术领域
本发明涉及肥料制备技术领域，尤其涉及一种添加微碳制剂和复合活性酶的复合肥及其制备工艺。
背景技术
肥沃土壤的碳氮比应该在25：1，但是目前大部分土壤的碳氮比在8～10:1，1g土壤中约有1亿1千1百万个微生物菌株，其中有益菌株仅占2～5%，有害菌高出有益菌3倍以上，且80～90%有害菌只消耗营养而不工作，土壤中原始有益菌少，分解有机质、合成腐殖酸、转化土壤中难溶性矿物质养分及固氮作用弱。现市场上所销售的肥料中，有机肥，生物肥，中微量元素肥，含有机质、生物菌、中微量元素肥，无机成分低，不能满足植物对氮磷钾的需求；而复合肥、复混肥、控释肥、包膜缓释肥，氮磷钾满足植物需求，但污染土壤，不能改善地力。有机无机肥、生物有机肥、硫包衣尿素、包膜树脂复合肥、甲醛尿素、微生物复合肥等，只是部分解决了化肥释放速度的问题，未能从根本上解决土壤肥力衰退问题。申请号为CN201710145030.5的专利提出“一种微碳肥料”，既能提供营养和能量，又能改良土壤的功能，使根系吸收氮、磷、钾等元素的功能成比例增加，比单纯施用氮、磷、钾化学肥料的功能大幅度提高，从而实现了减少化学肥料的施用，达到作物产量、品质双增的目的，但是该肥料的成分均为养分，导致土壤自身的活性较差，土壤环境抗逆性较弱。
发明内容
针对以上问题，本发明提出一种添加微碳制剂和复合活性酶的复合肥，携带大量营养成分，并能有效改善土壤环境，提高土壤活力，安全环保。
为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：一种添加微碳制剂和复合活性酶的复合肥，包含以下重量份的组分：0.05-0.2份复合活性酶、0.05-0.2份微碳制剂、0.05-0.2份中微量元素以及95-105份可溶性氮磷钾；所述复合活性酶包括多肽聚碳酶和金属蛋白酶；所述微碳制剂载有小分子有机酸片段。
本发明中添加有微碳制剂，以极小分子有机酸片段为高效营养运输和活化载体，富含高度氧化的碳基官能团，可以携带大量营养元素，丰富植物营养需要，能显著提高农产品质量；而复合活性酶具有良好的生物活性，能改善土壤结构，创造健康有活力的土壤，提供土壤自身强大的抗逆能力；微碳制剂能激活、促进复合活性酶的酶促反应，极大的促进肥料效率的提高，改善植物吸收养分的环境，提高作物品质。
优选的，所述中微量元素包括以下重量份的组分：0.04-0.06份七水硫酸锌、0.02-0.03份乙酸钙以及0.03-0.04份的有机酸螯合铁锰。
优选的，所述可溶性氮磷钾包括尿素原粉、工业磷酸一铵、硫酸钾和晶体硫酸铵。
优选的，所述尿素原粉、工业磷酸一铵、硫酸钾和晶体硫酸铵的总量比为2：3：4：1-1.5。
本发明还提出了所述添加微碳和活性酶的复合肥的制备工艺，通过二次重结晶的形式制备复合肥，颗粒均匀，质量高，具体包括以下步骤：
A：低温溶化：将可溶性氮磷钾按比例添加到反应釜，加水后用蒸汽加热至70-80℃，搅拌10-15min至溶液变成饱和浆体；
B：加料混料：按比例均匀缓慢的加入中微量元素，然后在蒸汽伴温下加入复合活性酶和微碳制剂，搅拌3-5min至混料均匀，并除去其中的不溶物，得到混合浆体；
C：造粒干燥：对混合浆体结晶造粒，干燥后得到初级肥料颗粒；
D：过筛冷却：将初级肥料颗粒过筛，除去细小颗粒，合格的颗粒放入冷却桶，冷却至35-45℃；
E：筛分：将冷却完毕的初级肥料颗粒进行二次过筛，除去小颗粒和不完整颗粒，得到成品复合肥。
优选的，步骤B所述蒸汽伴温时蒸汽的温度为60-80℃，本发明采用的复合活性酶和微碳制剂均为液体，用蒸汽拌和的形式可以更加充分的混合溶解，但温度不宜过高，避免酶失活和养分的流失。
优选的，步骤C结晶造粒过程为：用压力吸浆泵将混合浆体均匀的抽入烘干桶，混合浆体经喷头逆向喷入干燥桶，利用混合浆体和干燥炙热空气蒸发水分所产生的浓度差变化改变混合浆体的溶解度来进行结晶造粒，造粒更加均匀，同时成分更加纯净，杂质较少。
优选的，步骤D和步骤E未过筛的细小颗粒和不完整颗粒均返还反应釜重新溶解造粒，节约资源，减少浪费。
优选的，步骤A和步骤B中搅拌时的搅拌速率均为100-140rpm。
优选的，步骤D过筛时采用滚筒筛，本发明过筛用于除去小颗粒，滚筒筛可以有效避免过筛，防止过粉碎，影响颗粒成型。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明采用的微碳制剂，载有极小有机酸片段，其中富含共度氧化的碳基官能团，可以携带大量营养元素，丰富植物营养需要，显著提高作物品质，同时，可以减少肥料的用量，避免土地盐碱化。
（2）本发明通过微碳制剂和复合活性酶共同作用，缔造更加健康、生态、有活力的土壤环境，肥料成分能积极参与土壤中营养物质的循环，改善土壤结构，土壤自身有更强的抗逆能力，有助于提高作物品质和产量。
（3）本发明添加的组分均为全水溶组分，没有残渣，螯合中微量元素和氮磷钾营养元素，防止元素之间的相互拮抗，极大提高了肥料的利用率。
（4）本发明使用方便，可以采用底施、冲施、滴灌、追施等各种方式，适用范围广。同时，本发明不烧根，不灼叶，高效安全，可以长期保持营养元素可溶交换的状态，防止营养元素被土壤固定，最大限度提高营养元素的有效性和作物对营养元素的吸收率。
具体实施方式
本具体实施方法仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制。本领域技术人员在阅读了本发明的说明书之后所作出的任何改变，只要在权利要求书的范围内，都将受到专利法的保护。
实施例1：
一种添加微碳制剂和复合活性酶的复合肥，包含0.025kg液体多肽聚碳酶、0.025kg金属蛋白酶、0.05kg载有小分子有机酸片段的液体微碳制剂、0.04kg七水硫酸锌、0.02kg乙酸钙、0.03kg有机酸螯合铁锰、20kg尿素原粉、30kg工业磷酸一铵、40kg硫酸钾和10kg晶体硫酸铵，其制备工艺如下：
A：低温溶化：将可溶性氮磷钾按比例添加到反应釜，加水后用蒸汽加热至70℃，以100rpm的搅拌速率搅拌10min至溶液变成饱和浆体；
B：加料混料：按比例均匀缓慢的加入中微量元素，然后在蒸汽伴温下（蒸汽的温度为60℃）加入复合活性酶和微碳制剂，以100rpm的搅拌速率搅拌3min至混料均匀，并除去其中的不溶物，得到混合浆体；
C：造粒干燥：用压力吸浆泵将混合浆体均匀的抽入烘干桶，混合浆体经喷头逆向喷入干燥桶，利用混合浆体和干燥炙热空气蒸发水分所产生的浓度差变化改变混合浆体的溶解度来进行结晶造粒，干燥后得到初级肥料颗粒；
D：过筛冷却：将初级肥料颗粒用滚筒筛过筛，过筛的细小颗粒返还反应釜重新溶解造粒，合格的颗粒放入冷却桶，冷却至35-45℃；
E：筛分：将冷却完毕的初级肥料颗粒进行二次过筛，小颗粒和不完整颗粒返还反应釜重新溶解造粒，得到成品复合肥。
实施例2：
一种添加微碳制剂和复合活性酶的复合肥，包含以下重量份的组分：包含0.1kg液体多肽聚碳酶、0.1kg金属蛋白酶、0.2kg载有小分子有机酸片段的液体微碳制剂、0.06 kg七水硫酸锌、0.03kg乙酸钙、0.04kg有机酸螯合铁锰、20kg尿素原粉、30kg工业磷酸一铵、40kg硫酸钾和15kg晶体硫酸铵，其制备工艺如下：
A：低温溶化：将可溶性氮磷钾按比例添加到反应釜，加水后用蒸汽加热至80℃，以140rpm的搅拌速率搅拌15min至溶液变成饱和浆体；
B：加料混料：按比例均匀缓慢的加入中微量元素，然后在蒸汽伴温下（蒸汽温度为80℃）加入复合活性酶和微碳制剂，以140rpm的搅拌速率搅拌5min至混料均匀，并除去其中的不溶物，得到混合浆体；
C：造粒干燥：用压力吸浆泵将混合浆体均匀的抽入烘干桶，混合浆体经喷头逆向喷入干燥桶，利用混合浆体和干燥炙热空气蒸发水分所产生的浓度差变化改变混合浆体的溶解度来进行结晶造粒，干燥后得到初级肥料颗粒；
D：过筛冷却：将初级肥料颗粒过筛，除去细小颗粒，合格的颗粒放入冷却桶，冷却至45℃；
E：筛分：将冷却完毕的初级肥料颗粒进行二次过筛，除去小颗粒和不完整颗粒，得到成品复合肥。
实施例3：
一种添加微碳制剂和复合活性酶的复合肥，包含以下重量份的组分：包含0.05kg液体多肽聚碳酶、0.05kg金属蛋白酶、0.1kg载有小分子有机酸片段的液体微碳制剂、0.05kg七水硫酸锌、0.02kg乙酸钙、0.03kg有机酸螯合铁锰、20kg尿素原粉、30kg工业磷酸一铵、40kg硫酸钾和12kg晶体硫酸铵，其制备工艺如下：
A：低温溶化：将可溶性氮磷钾按比例添加到反应釜，加水后用蒸汽加热至75℃，以120rpm的搅拌速率搅拌12min至溶液变成饱和浆体；
B：加料混料：按比例均匀缓慢的加入中微量元素，然后在蒸汽伴温下加入复合活性酶和微碳制剂，以120rpm的搅拌速率搅拌4min至混料均匀，并除去其中的不溶物，得到混合浆体；
C：造粒干燥：用压力吸浆泵将混合浆体均匀的抽入烘干桶，混合浆体经喷头逆向喷入干燥桶，利用混合浆体和干燥炙热空气蒸发水分所产生的浓度差变化改变混合浆体的溶解度来进行结晶造粒，干燥后得到初级肥料颗粒；
D：过筛冷却：将初级肥料颗粒用滚筒筛过筛，细小颗粒返还反应釜重新溶解造粒，合格的颗粒放入冷却桶，冷却至40℃；
E：筛分：将冷却完毕的初级肥料颗粒进行二次过筛，小颗粒和不完整颗粒返还反应釜重新溶解造粒，得到成品复合肥。
实施例4：
一种添加微碳制剂和复合活性酶的复合肥，包含以下重量份的组分：包含0.1kg液体多肽聚碳酶、0.05kg金属蛋白酶、0.1kg载有小分子有机酸片段的液体微碳制剂、0.05kg七水硫酸锌、0.02kg乙酸钙、0.03kg有机酸螯合铁锰、20kg尿素原粉、30kg工业磷酸一铵、40kg硫酸钾和10kg晶体硫酸铵，其制备工艺如下：
A：低温溶化：将可溶性氮磷钾按比例添加到反应釜，加水后用蒸汽加热至75℃，以120rpm的搅拌速率搅拌12min至溶液变成饱和浆体；
B：加料混料：按比例均匀缓慢的加入中微量元素，然后在蒸汽伴温下加入复合活性酶和微碳制剂，以120rpm的搅拌速率搅拌4min至混料均匀，并除去其中的不溶物，得到混合浆体；
C：造粒干燥：用压力吸浆泵将混合浆体均匀的抽入烘干桶，混合浆体经喷头逆向喷入干燥桶，利用混合浆体和干燥炙热空气蒸发水分所产生的浓度差变化改变混合浆体的溶解度来进行结晶造粒，干燥后得到初级肥料颗粒；
D：过筛冷却：将初级肥料颗粒用滚筒筛过筛，细小颗粒返还反应釜重新溶解造粒，合格的颗粒放入冷却桶，冷却至40℃；
E：筛分：将冷却完毕的初级肥料颗粒进行二次过筛，小颗粒和不完整颗粒返还反应釜重新溶解造粒，得到成品复合肥。
实施例5：
一种添加微碳制剂和复合活性酶的复合肥，包含以下重量份的组分：包含0.03kg液体多肽聚碳酶、0.07kg金属蛋白酶、0.1kg载有小分子有机酸片段的液体微碳制剂、0.05kg七水硫酸锌、0.02kg乙酸钙、0.03kg有机酸螯合铁锰、20kg尿素原粉、30kg工业磷酸一铵、40kg硫酸钾和10kg晶体硫酸铵，其制备工艺如下：
A：低温溶化：将可溶性氮磷钾按比例添加到反应釜，加水后用蒸汽加热至75℃，以120rpm的搅拌速率搅拌12min至溶液变成饱和浆体；
B：加料混料：按比例均匀缓慢的加入中微量元素，然后在蒸汽伴温下加入复合活性酶和微碳制剂，以120rpm的搅拌速率搅拌4min至混料均匀，并除去其中的不溶物，得到混合浆体；
C：造粒干燥：用压力吸浆泵将混合浆体均匀的抽入烘干桶，混合浆体经喷头逆向喷入干燥桶，利用混合浆体和干燥炙热空气蒸发水分所产生的浓度差变化改变混合浆体的溶解度来进行结晶造粒，干燥后得到初级肥料颗粒；
D：过筛冷却：将初级肥料颗粒用滚筒筛过筛，细小颗粒返还反应釜重新溶解造粒，合格的颗粒放入冷却桶，冷却至40℃；
E：筛分：将冷却完毕的初级肥料颗粒进行二次过筛，小颗粒和不完整颗粒返还反应釜重新溶解造粒，得到成品复合肥。
本发明得到的成品复合肥所含氮磷钾成分均为可溶性养分99.5%溶于水，为作物生长所需必须元素，高于水溶性肥料95%的国家标准；所含中微量元素和增效成分3‰∽4‰（比重），均属于100%可溶于水，为作物生长的品质元素和生长条件元素，有机物质具有螯合作用，微量元素为螯合型元素不产生拮抗，为作物吸收利用；产品中加入了高分子有机酸片段，能够螯合和络合水中的离子盐，所以可以抗硬水7度，应用范围较普通复合肥更广泛。
将一百公斤实施例1和实施例2得到的成品复合肥和同等量传统复合肥对比施用666.7平方米作物，得到如下表1所示的数据：
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种添加微碳制剂和复合活性酶的复合肥，其特征在于，包含以下重量份的组分：0.05-0.2份复合活性酶、0.05-0.2份微碳制剂、0.05-0.2份中微量元素以及95-105份可溶性氮磷钾；所述复合活性酶包括多肽聚碳酶和金属蛋白酶；所述微碳制剂载有小分子有机酸片段。
2.根据权利要求1所述的一种添加微碳和活性酶的复合肥，其特征在于：所述中微量元素包括以下重量份的组分：0.04-0.06份七水硫酸锌、0.02-0.03份乙酸钙以及0.03-0.04份的有机酸螯合铁锰。
3.根据权利要求1所述的一种添加微碳和活性酶的复合肥，其特征在于：所述可溶性氮磷钾包括尿素原粉、工业磷酸一铵、硫酸钾和晶体硫酸铵。
4.根据权利要求1所述的一种添加微碳和活性酶的复合肥，其特征在于：所述尿素原粉、工业磷酸一铵、硫酸钾和晶体硫酸铵的总量比为2：3：4：1-1.5。
5.一种如权利要求1所述的添加微碳和活性酶的复合肥的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A：低温溶化：将可溶性氮磷钾按比例添加到反应釜，加水后用蒸汽加热至70-80℃，搅拌10-15min至溶液变成饱和浆体；
B：加料混料：按比例均匀缓慢的加入中微量元素，然后在蒸汽伴温下加入复合活性酶和微碳制剂，搅拌3-5min至混料均匀，并除去其中的不溶物，得到混合浆体；
C：造粒干燥：对混合浆体结晶造粒，干燥后得到初级肥料颗粒；
D：过筛冷却：将初级肥料颗粒过筛，除去细小颗粒，合格的颗粒放入冷却桶，冷却至35-45℃；
E：筛分：将冷却完毕的初级肥料颗粒进行二次过筛，除去小颗粒和不完整颗粒，得到成品复合肥。
6.根据权利要求5所述的一种添加微碳和活性酶的复合肥的制备工艺，其特征在于：步骤B所述蒸汽伴温时蒸汽的温度为60-80℃。
7.根据权利要求5所述的一种添加微碳和活性酶的复合肥的制备工艺，其特征在于：步骤C结晶造粒过程为：用压力吸浆泵将混合浆体均匀的抽入烘干桶，混合浆体经喷头逆向喷入干燥桶，利用混合浆体和干燥炙热空气蒸发水分所产生的浓度差变化改变混合浆体的溶解度来进行结晶造粒。
8.根据权利要求5所述的一种添加微碳和活性酶的复合肥的制备工艺，其特征在于：步骤D和步骤E未过筛的细小颗粒和不完整颗粒均返还反应釜重新溶解造粒。
9.根据权利要求5所述的一种添加微碳和活性酶的复合肥的制备工艺，其特征在于：步骤A和步骤B中搅拌时的搅拌速率均为100-140rpm。
10.根据权利要求5所述的一种添加微碳和活性酶的复合肥的制备工艺，其特征在于：步骤D过筛时采用滚筒筛。
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