CN110894175A - 一种颗粒有机肥的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种颗粒有机肥的制备方法，包含以下步骤：a.准备心材：准备有机肥粉，备用；b准备壁材:b1.保水剂羧甲基纤维素/羧乙基纤维素(CMC/HEC)的制备：将15 g CMC和7.5 gHEC分别溶于750mL和150mL蒸馏水中,随后，两溶液在强力搅拌下混合均匀，加入0.7 g交联剂柠檬酸CA后继续搅拌,最后，将以上混合溶液倒入一个高度为1cm的平底容器，置于90°C的烘箱中反应并烘干,烘干后得到的产品经粉碎、过筛后备用。合成的可完全生物降解的羧甲基纤维素/羟乙基纤维素复合保水剂作为肥料的外层包膜，在其吸水溶胀的过程中也可以对营养元素进行吸附，从而起到缓释的作用。

Description

一种颗粒有机肥的制备方法

技术领域

本发明属于农用缓释有机肥料，涉及肥料加工工艺以及新材料的合成。

背景技术

我国是一个农业大国，农业是国民经济的基础。而与此相关的肥料工业和水资源利用更是现代农业生产和发展的重要物质基础。但是，长期以来我国肥料利用率一般仅为30-35％，低的肥料利用率不仅造成了巨大的经济损失，而且还会导致严重的环境污染。另一方面，干旱缺水也是制约我国农业发展的重要因素。干旱半干旱地区常年缺水，雨季雨水大部分流失或蒸发掉，灌溉水也往往因蒸发或渗透等原因而损失，得不到充分利用。因此，将缓释肥料技术与农用保水剂相结合来提高有机肥和水的利用率，为解决这一问题提供了一条有效途径。

目前市场上颗粒有机肥的生产方式就是通过一种专用设备进行挤压成型，结果是施入土壤中分解慢，能耗高等缺点，另外，不含有特定果蔬需要的营养成分。

发明内容

鉴于上述，本发明旨在综合无机矿物材料、天然产物和一些亲水性高分子聚合物的优点来制备一种颗粒状多层包膜复合肥并改进肥料造粒工艺。该颗粒状肥料包含植物所需的多种营养元素。同时，通过凹凸棒石黏土、羧甲基纤维素、黄原胶、及腐植酸等多层包膜使之具有吸水保水、缓释、土壤调理等多种功能。

一种颗粒有机肥的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

a.准备心材：准备有机肥粉，备用；

b准备壁材:

b1.保水剂羧甲基纤维素/羧乙基纤维素(CMC/HEC)的制备：将15 g CMC和7.5 gHEC分别溶于750mL和150mL蒸馏水中,随后，两溶液在强力搅拌下混合均匀，加入0.7 g 交联剂柠檬酸CA后继续搅拌,最后，将以上混合溶液倒入一个高度为1cm的平底容器，置于90°C的烘箱中反应并烘干,烘干后得到的产品经粉碎、过筛后备用；

b2.交联羧甲基淀粉/黄原胶(CMS/XG)复合保水剂的制备：首先将13.3gXG和6.7gCMS溶于1L蒸馆水中，在强力搅拌作用下混合均匀,搅拌30分钟后，加入0.1 gKOH和0.6g交联剂三偏磷酸钠TSTP,搅拌溶解后，将上述混合溶液倒入一个高度为1 cm的容器，置于80°C的烘箱中反应并供干,烘干后得到的产品经粉碎、过筛后备用；

b3.瓜尔胶-g-聚(衣康酸-CO-丙烁酰胺)腐植酸(GG-g-P(IA-co-AM)/HA)农用保水剂的制备：首先，将15mL的蒸馏水倒入装有搅拌器和导气管的三口瓶中，并向三口瓶中通入氮气，然后，将0.6 g衣康酸溶于15 mL蒸馏水中，再加入0.89 mL浓度为7.3 mol/L的KOH水溶液进行中和,随后,将2.4 g丙烯酰胺AM、 0.015 g过硫酸铵APS、0.0075 g N, N'-亚甲基双丙烯酰胺 NNMBA和0.2 g 腐植酸HA加入到上述溶液中,搅拌,最后,加入0.lg瓜尔胶GG，继续搅拌,将三口瓶置于75℃的水浴中反应3小时,反应结束后，样品经干燥、粉碎、过筛后备用；

e.将步骤a中的有机肥粉末分散到微胶囊化的介质内，再将步骤b1或步骤b2或步骤b3中制备的壁材放入到分散体系中，通过物理方法、化学方法或物理化学方法将壁材聚集、沉渍或包敷在已分散的心材周围形成不稳定的微胶囊，对于形成的不稳定的微胶囊进行化学或物理方法处理，以达到一定的机械强度；

f.步骤e中的物理方法包括喷雾干燥法、喷雾凝冻法、空气悬浮法、真空蒸发沉积法、静点结合法，化学方法包括界面聚合法、原位聚合法、分子包囊法、辐射包囊法，物理化学方法包括水相分离法、油相分离法、挤压法、囊心交换法、熔化分散法、复相乳液法。

有益效果：

1. 使用环境友好型的亲水性聚合物瓜尔胶作为包膜材料,利用其较大的粘度特性来控制肥料养分的释放。以瓜尔胶、衣康酸、丙烯酰胺、腐植酸为主要原料制备了一种新的保水剂材料，瓜尔胶和腐植酸的引入不仅降低了成本、改善了保水剂的降解性能,而且腐植酸还是一种很好的有机肥。将该保水剂材料作为肥料的外层包膜，在控制肥料养分的释放、改善土壤的水分状况和pH值方面效果显著。

2. 合成的可完全生物降解的羧甲基纤维素/羟乙基纤维素复合保水剂作为肥料的外层包膜，在其吸水溶胀的过程中也可以对营养元素进行吸附，从而起到缓释的作用。尽管其吸自来水倍率只有75 g/g，但对土壤持水和保水能力的提高却起到了明显的作用。

3. 羧甲基淀粉/黄原胶复合保水剂作为包膜材料不仅可以提高土壤的持水能力，而且，由于该新型保水剂的组成都是天然高分子材料，降解以后还可作为一种有机肥增加土壤的有机质含量，改善土壤肥力。

4. 本发明生产出来的成品机械强度高，不潮解，运输和施用方便。

5. 本发明生产出来的成品可以解决颗粒有机肥施入土壤中营养释放慢，肥效差，营养不均衡，不能有针对性地解决不同果蔬所需要的特殊营养成分的问题，同时，造粒生产过程中能耗成本低，环境污染小等特点。

具体实施方式

对本发明进行进一步说明：

实施例1：

a.壁材的制备：

将0.lg瓜尔胶加入到反应器中，加入15 mL蒸馏水溶解后，加入0.6 g衣康酸，再加入0.89 mL浓度为7.3 mol/L的KOH进行中和，然后依次加入2.4 g丙烯酰胺、0.2 g腐植酸、0.015 g过硫酸铵、0.0075 g N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌均匀后，升温至75℃，反应3小时。反应结束后，将产物烘干、粉碎，过110目筛，得吸水粉末，备用。

b.心材的制备：

准备50份有机肥粉末。

c.微胶囊的制备：

i.将心材分散到微胶囊化的介质内；

ii.再将步骤a中制备的15份壁材放入到分散体系中，通过物理方法、化学方法或物理化学方法将壁材聚集、沉渍或包敷在已分散的心材周围形成不稳定的微胶囊；

iii.对于形成的不稳定的微胶囊进行化学或物理方法处理，以达到一定的机械强度。

实施例2：

a.壁材的制备：

首先将13.3gXG和6.7gCMS溶于1L蒸馆水中，在强力搅拌作用下混合均匀。搅拌30分钟后，加入0.1 gKOH和0.6g交联剂三偏磷酸钠TSTP。搅拌溶解后，将上述混合溶液倒入一个高度为1 cm的容器，置于80°C的烘箱中反应并供干。产品经粉碎、过筛后备用。

b.心材的制备：

准备70份有机肥粉末。

c.微胶囊的制备：

i.将心材分散到微胶囊化的介质内。

ii.再将步骤a中制备的20份壁材放入到分散体系中，通过物理方法、化学方法或物理化学方法将壁材聚集、沉渍或包敷在已分散的心材周围形成不稳定的微胶囊。

iii.对于形成的不稳定的微胶囊进行化学或物理方法处理，以达到一定的机械强度。

实施例3

a.壁材的制备：

将15 g CMC和7.5 gHEC分别溶于750mL和150mL蒸馏水中,随后，两溶液在强力搅拌下混合均匀，加入0.7 g 交联剂柠檬酸CA后继续搅拌,最后，将以上混合溶液倒入一个高度为1cm的平底容器，置于90°C的烘箱中反应并烘干,烘干后得到的产品经粉碎、过筛后备用。

b.心材的制备：

准备60份有机肥粉末。

c.微胶囊的制备：

i.将心材分散到微胶囊化的介质内。

ii.再将步骤a中制备的30份壁材放入到分散体系中，通过物理方法、化学方法或物理化学方法将壁材聚集、沉渍或包敷在已分散的心材周围形成不稳定的微胶囊。

iii.对于形成的不稳定的微胶囊进行化学或物理方法处理，以达到一定的机械强度。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各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，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 (1)

1.一种颗粒有机肥的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

a.准备心材：准备有机肥粉，备用；

b准备壁材:

b1.保水剂羧甲基纤维素/羧乙基纤维素(CMC/HEC)的制备：将15 g CMC和7.5 gHEC分别溶于750mL和150mL蒸馏水中,随后，两溶液在强力搅拌下混合均匀，加入0.7 g 交联剂柠檬酸CA后继续搅拌,最后，将以上混合溶液倒入一个高度为1cm的平底容器，置于90°C的烘箱中反应并烘干,烘干后得到的产品经粉碎、过筛后备用；

b2.交联羧甲基淀粉/黄原胶(CMS/XG)复合保水剂的制备：首先将13.3gXG和6.7gCMS溶于1L蒸馆水中，在强力搅拌作用下混合均匀,搅拌30分钟后，加入0.1 gKOH和0.6g交联剂三偏磷酸钠TSTP,搅拌溶解后，将上述混合溶液倒入一个高度为1 cm的容器，置于80°C的烘箱中反应并供干,烘干后得到的产品经粉碎、过筛后备用；

b3.瓜尔胶-g-聚(衣康酸-CO-丙烁酰胺)腐植酸(GG-g-P(IA-co-AM)/HA)农用保水剂的制备：首先，将15mL的蒸馏水倒入装有搅拌器和导气管的三口瓶中，并向三口瓶中通入氮气，然后，将0.6 g衣康酸溶于15 mL蒸馏水中，再加入0.89 mL浓度为7.3 mol/L的KOH水溶液进行中和,随后,将2.4 g丙烯酰胺AM、 0.015 g过硫酸铵APS、0.0075 g N, N'-亚甲基双丙烯酰胺 NNMBA和0.2 g 腐植酸HA加入到上述溶液中,搅拌,最后,加入0.lg瓜尔胶GG，继续搅拌,将三口瓶置于75℃的水浴中反应3小时,反应结束后，样品经干燥、粉碎、过筛后备用；

e.将步骤a中的有机肥粉末分散到微胶囊化的介质内，再将步骤b1或步骤b2或步骤b3中制备的壁材放入到分散体系中，通过物理方法、化学方法或物理化学方法将壁材聚集、沉渍或包敷在已分散的心材周围形成不稳定的微胶囊，对于形成的不稳定的微胶囊进行化学或物理方法处理，以达到一定的机械强度；

f.步骤e中的物理方法包括喷雾干燥法、喷雾凝冻法、空气悬浮法、真空蒸发沉积法、静点结合法，化学方法包括界面聚合法、原位聚合法、分子包囊法、辐射包囊法，物理化学方法包括水相分离法、油相分离法、挤压法、囊心交换法、熔化分散法、复相乳液法。