CN111099925A - 提高k含量的液体有机肥制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液体有机肥技术领域，具体公开了一种提高K含量的液体有机肥制备方法，包括以下步骤：1)混匀物料：将经过预处理的原料与发酵菌剂混合均匀，形成混合物料；2)增钾处理：制备呈酸性的草木灰浸提液a和呈碱性的草木灰浸提液b，向混合物料中投加草木灰浸提液b，搅拌后投加草木灰浸提液a，搅拌，重复多次，最后投加草木灰浸提液b，使得混合物料的pH值为8‑9；3)发酵物料：将2)中的混合物料投放至发酵罐内进行发酵；4)固液分离：发酵完成后进行固液分离，得到滤液，向滤液中添加防腐剂，得到液体有机肥。本发明中，利用两种草木灰浸提液对混合物料的pH值进行调节，同时提高混合物料的K含量，从而提高液体有机肥的K含量。
Description
技术领域
本发明涉及液体有机肥技术领域，具体公开了一种提高K含量的液体有机肥制备方法。
背景技术
液体有机肥通常作为追肥使用，对应作物中后期生理特点和营养规律，理想的液体有机肥的营养结构是高钾中氮或高钾高氮。一般情况下，以植物为原料加工生产的液体有机肥中含钾量并不高，因此，为了得到氮含量较高的液体有机肥，需要提高液体有机肥中钾的含量。目前，通常是调节原料的组成来实现钾含量的调节，但是，这样的调节方法同时会影响液体有机肥中其他营养元素的含量，例如氮含量，因此，需要一种能够尽量减小对其他营养元素含量影响的调节方法，甚至是能够单独调节液体有机肥中钾含量的调节方法。
发明内容
本发明意在提供一种提高K含量的液体有机肥制备方法，以期提高液体有机肥中钾含量的同时减小对其他营养元素含量的影响。
为了达到上述目的，本发明的基础方案为：提高K含量的液体有机肥制备方法，包括以下步骤：
S1、混匀物料：将经过预处理的原料与发酵菌剂混合均匀，形成混合物料；
S2、增钾处理：制备草木灰浸提液a和草木灰浸提液b，草木灰浸提液a呈酸性，草木灰浸提液b呈碱性；将草木灰浸提液b投加至步骤S1中的混合物料中，搅拌，使得混合物料的pH值大于8，再将草木灰浸提液a投加至混合物料中，搅拌，使得混合物料的pH值小于9，重复上述操作多次，最后再次投加草木灰浸提液b，搅拌，使得混合物料的pH值为8-9；
S3、发酵物料：将步骤S3中的混合物料投放至发酵罐内进行发酵；
S4、固液分离：发酵完成后进行固液分离，得到滤液，向滤液中添加防腐剂，得到液体有机肥。
本基础方案的工作原理及有益效果在于：本基础方案中，步骤S2中，利用碱性草木灰浸提液b和酸性草木灰浸提液a调节混合物料的pH值，使得混合物料的pH值为8-9，更有利于后续发酵效率的提高。并且，草木灰浸提液a和草木灰浸提液b中含有钾元素，投加至混合物料中后提高了混合物料中钾元素的含量，从而提高了液体有机肥的钾含量，且对液体有机肥中其他营养元素的影响很小甚至没有影响，即在增加液体有机肥中钾含量的同时，其他营养元素的含量所受影响小甚至不变。
可选地，所述步骤S2中，草木灰浸提液a的浸提介质为酸性溶液，草木灰浸提液b的浸提介质为蒸馏水。
酸性溶液作为浸提介质与草木灰搅拌后得到呈酸性的草木灰浸提液，蒸馏水作为浸提介质与草木灰搅拌后得到呈碱性的草木灰浸提液。
可选地，所述酸性溶液为柠檬酸水溶液或者盐酸水溶液。
柠檬酸水溶液和盐酸水溶液化学性质稳定，作为浸提介质可以稳定地提取草木灰中的钾元素。
可选地，所述步骤S2中，草木灰浸提液a与草木灰浸提液b同时制备，同时制备草木灰浸提液a与草木灰浸提液b的方法如下：
步骤1、准备提取装置：提取装置包括伸缩气缸、电机、底座和两个提取筒，两个提取筒转动安装于底座上，伸缩气缸的输出端固定连接有安装板，电机固定安装于安装板远离伸缩气缸的一侧，电机的输出端同轴固定连接有转轴，转轴同轴固定连接有第一主动齿，转轴的下方设有外轴，外轴的底端转动安装于底座，外轴同轴固定连接有第二主动齿，外轴沿轴向开设有凹腔，转轴的底端伸入凹腔内设置，外轴沿轴向开设有若干水平设置的第一螺纹孔，转轴沿轴向开设有若干水平设置的第二螺纹孔，部分第二螺纹孔与第一螺纹孔一一相对，第一螺纹孔与第二螺纹孔螺纹连接有螺纹柱，提取筒内设有搅拌轴，搅拌轴的顶端转动连接于安装板，搅拌轴同轴固定连接有从动齿和搅拌叶，从动齿与第一主动齿相啮合，搅拌叶位于提取筒内，提取筒的外周壁固定连接有外齿圈，外齿圈与第二主动齿相啮合；
步骤2、将草木灰分别投放至两个提取筒内，向一个提取筒内投加酸性溶液，向另一个提取筒内投加蒸馏水；
步骤3、确定螺纹柱未与第二螺纹孔螺纹连接后启动电机，搅拌叶转动，对草木灰和浸提介质进行搅拌；
步骤4、搅拌完成后，关闭电机，启动伸缩气缸，带动安装板向上移动，搅拌轴向上移动，直至搅拌叶完全离开浸提介质，将螺纹柱拧入第二螺纹孔内，再次启动电机，第二主动齿与外齿圈啮合，提取筒发生转动，提取筒内的草木灰粉渣在离心力作用下贴合于提取筒的侧壁，草木灰浸提液逐渐清亮；
步骤5、关闭电机，将两个提取筒内的浸提液取出即可同时得到草木灰浸提液a和草木灰浸提液b。
本方案中当转轴与外轴不连接时，即螺纹柱不与第二螺纹孔螺纹连接时，转轴与外轴转动配合，第一主动齿与从动齿相啮合，搅拌轴转动，即可实现对草木灰与浸提介质的搅拌；而当转轴与外轴连接时，即螺纹柱与第二螺纹孔螺纹连接时，外轴与转轴共同转动，第二主动齿与外齿圈相啮合，提取筒发生转动，提取筒内的草木灰粉渣在离心力作用下贴合于提取筒的侧壁，草木灰浸提液逐渐清亮，即可实现对草木灰浸提液与草木灰粉渣的分离，完成草木灰浸提液的提取，操作简单，草木灰浸提液的提取效率高，并且能够同时得到草木灰浸提液a与草木灰浸提液b。
可选地，所述同时制备草木灰浸提液a与草木灰浸提液b的方法中，草木灰粒径为50目以下，搅拌速度为120-150r/min，搅拌时间为50-60min，灰水质量比为0.45-0.55。
草木灰粒径、搅拌速度、搅拌时间和灰水质量比均是影响钾元素浸提率的因素，而草木灰粒径为50目以下、搅拌速度为120-150r/min、搅拌时间为50-60min、灰水质量比为0.45-0.55是较优的浸提条件范围。
可选地，所述提取筒的侧壁开设有空腔，空腔内固定安装有加热器。
加热器工作时能够加热提取筒内的浸提介质，使得浸提温度达到所需要求，提高钾元素的浸提率。并且，最后能够加热浸草木灰浸提液，加快水分子的蒸发，浓缩草木灰浸提液。
可选地，所述提取筒的底部连通有排水管，排水管上固定安装有阀门。
在提取筒的底部连通排水管，方便将提取筒内的草木灰浸提液或者清洗提取筒内侧壁所用的清洗液排出。
可选地，所述搅拌叶远离搅拌轴的一端固定连接有柔性刮片，柔性刮片与提取筒的内侧壁相抵。
柔性刮片与提取筒的内侧壁相抵，于是，在清洗提取筒内侧壁上的草木灰粉渣时，柔性刮片能够将草木灰粉渣刮除下来，且伸缩气缸驱动安装板上下移动，从而使得柔性刮片能够作用于提取筒内侧壁的各部位，提高清洗效果。
可选地，所述同时制备草木灰浸提液a与草木灰浸提液b的方法中，搅拌温度为70-80℃。
搅拌温度是影响钾元素浸提率的因素之一，而搅拌温度为70-80℃是较优的浸提条件范围。
可选地，所述步骤4中，提取筒的转动时间为10-15min。
提取筒的转动时间为10-15min，以便提取筒内的草木灰粉渣在离心力作用下充分贴合在提取筒的侧壁。
附图说明
图1为本发明提高K含量的液体有机肥制备方法的工艺流程示意图；
图2为本发明实施例一中所使用的提取装置的结构示意图；
图3为图2中A的放大示意图；
图4为本发明实施例三中所使用的提取装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：伸缩气缸1、电机2、底座3、提取筒4、安装板5、转轴6、第一主动齿7、外轴8、第二主动齿9、凹腔10、第一螺纹孔11、第二螺纹孔12、螺纹柱13、轴承14、支撑轴15、支撑柱16、万向滚轮17、排水管18、阀门19、空腔20、加热器21、搅拌轴22、从动齿23、搅拌叶24、柔性刮片25、外齿圈26、横板27、限位销28、细绳29。
实施例一
如图1所示，本实施例中的提高K含量的液体有机肥制备方法，包括以下步骤：
S1、混匀物料：将经过预处理的原料与发酵菌剂混合均匀，形成混合物料。
S2、增钾处理：同时制备草木灰浸提液a和草木灰浸提液b，草木灰浸提液a呈酸性，草木灰浸提液b呈碱性；将草木灰浸提液b投加至步骤S1中的混合物料中，搅拌，使得混合物料的pH值大于8，再将草木灰浸提液a投加至混合物料中，搅拌，使得混合物料的pH值小于9，重复上述操作多次，最后再次投加草木灰浸提液b，搅拌，使得混合物料的pH值为8-9。
其中，同时制备草木灰浸提液a和草木灰浸提液b的方法如下：
步骤1、准备提取装置：提取装置基本如图2和图3所示，包括伸缩气缸1、电机2、底座3和多个提取筒4，本实施例中，提取筒4的数量为两个，提取筒4的顶端开口。伸缩气缸1的输出端固定连接有安装板5，电机2固定安装于安装板5的底面。
电机2的输出端同轴固定连接有转轴6，转轴6同轴固定连接有第一主动齿7，转轴6的下方设有外轴8，外轴8的底端转动安装于底座3。外轴8同轴固定连接有第二主动齿9，结合图2所示，外轴8沿轴向开设有凹腔10，转轴6的底端伸入凹腔10内设置，外轴8沿轴向开设有若干水平设置的第一螺纹孔11，本实施例中，相邻两个第一螺纹孔11的距离为50-60mm。转轴6沿轴向开设有若干水平设置的第二螺纹孔12，部分第二螺纹孔12与第一螺纹孔11一一相对，第一螺纹孔11与第二螺纹孔12螺纹连接有螺纹柱13，螺纹柱13上设有标记线，标记线与外轴8的侧壁对齐时表明螺纹柱13未与第二螺纹孔12螺纹连接。
多个提取筒4以转轴6为中心圆周分布，本实施例中，两个提取筒4以转轴6为中心对称设置在转轴6的两侧，每个提取筒4竖直转动安装于底座3，具体地，底座3以转轴6为中心对称开设有两个安装槽，安装槽内固定安装有轴承14，轴承14同轴固定连接有支撑轴15，支撑轴15的顶端与提取筒4的底部中心固定连接。提取筒4的侧壁固定连接有支撑柱16，支撑柱16的底端固定安装有万向滚轮17，万向滚轮17的底端与底座3的表面接触。提取筒4的底部连通有排水管18，排水管18上固定安装有阀门19。
提取筒4的侧壁开设有空腔20，空腔20内固定安装有加热器21，本实施中，加热器21为电热丝。提取筒4内设有搅拌轴22，搅拌轴22的顶端转动连接于安装板5，搅拌轴22同轴固定连接有从动齿23和若干搅拌叶，从动齿23与第一主动齿7相啮合，且第一主动齿7与从动齿23的传动比大于1。搅拌叶位于提取筒4内，搅拌叶24远离搅拌轴22的一端固定连接有柔性刮片25，柔性刮片25与提取筒4的内侧壁相抵，本实施例中，柔性刮片25采用橡胶材料制成。提取筒4的外周壁固定连接有外齿圈26，外齿圈26与第二主动齿9相啮合，第二主动齿9与外齿圈26的传动比小于1。
步骤2、将粒径为50目以下的草木灰分别投放至两个提取筒4内，向左边的提取筒4内投加盐酸水溶液作为浸提介质，向右边的提取筒4内投加蒸馏水作为浸提介质。灰水质量比为0.45-0.55，本实施例中，灰水质量比为0.5。
步骤3、确定螺纹柱13未与第二螺纹孔12螺纹连接后启动电机2，转轴6转动，由于第一主动齿7与从动齿23啮合，因此搅拌轴22转动，搅拌轴22上的搅拌叶24转动，对草木灰和浸提介质进行搅拌。搅拌速度为120-150r/min、搅拌时间为50-60min。本实施例中，搅拌速度为150r/min、搅拌时间为60min。同时，启动加热器21，加热器21工作发热，对提取筒4内的浸提介质加热，浸提介质的温度为70-80℃，本实施例中，浸提介质的温度为75℃，从而提高钾元素的浸提率。
步骤4、搅拌完成后，关闭电机2，启动伸缩气缸1，带动安装板5向上移动，搅拌轴22向上移动，直至搅拌叶24完全离开浸提介质，将螺纹柱13拧入第二螺纹孔12内，使得外轴8与转轴6连接，再次启动电机2，由于第二主动齿9与外齿圈26啮合，因此提取筒4发生转动，提取筒4内的草木灰粉渣在离心力作用下贴合于提取筒4的侧壁，草木灰浸提液逐渐清亮；
步骤5、提取筒4转动10-15min后，本实施例中，提取筒4转动15min后，关闭电机2，提取筒4停止转动后，打开排水管18上的阀门19，提取筒4内清亮的草木灰浸提液取从排水管18离开提取筒4，于是，从左边的提取筒4得到草木灰浸提液a，从右边的提取筒4得到草木灰浸提液b。
S3、发酵物料：将步骤S3中的混合物料投放至发酵罐内进行发酵。
S4、固液分离：发酵完成后进行固液分离，得到滤液，向滤液中添加防腐剂，得到液体有机肥。并且，相较于未进行增钾处理而得到的液体有机肥而言，通过本实施例中的方法制得的液体有机肥中钾含量增大，且其他营养元素的含量基本不变，从而得到高钾高氮的液体有机肥。
实施例二
本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例中草木灰浸提液a的浸提介质为柠檬酸水溶液。
实施例三
本实施例与实施例一的不同之处在于：如图4所示，外轴8固定连接有横板27，横板27开设有竖直设置的通孔。底座3开设有限位孔，限位孔与通孔在竖直方向上重合，限位孔与通孔内插有限位销28。限位销28的顶端固定连接有细绳29，细绳29远离限位销28的一端与底座3固定连接。
本实施例中，限位销28插在通孔和限位孔内时，能够锁定外轴8，避免外轴8发生转动，而在外轴8需要与转轴6共同转动时，拔出限位销28即可。此外，细绳29能够避免限位销28丢失。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。
Claims (10)
1.提高K含量的液体有机肥制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、混匀物料：将经过预处理的原料与发酵菌剂混合均匀，形成混合物料；
S2、增钾处理：制备草木灰浸提液a和草木灰浸提液b，草木灰浸提液a呈酸性，草木灰浸提液b呈碱性；将草木灰浸提液b投加至步骤S1中的混合物料中，搅拌，使得混合物料的pH值大于8，再将草木灰浸提液a投加至混合物料中，搅拌，使得混合物料的pH值小于9，重复上述操作多次，最后再次投加草木灰浸提液b，搅拌，使得混合物料的pH值为8-9；
S3、发酵物料：将步骤S3中的混合物料投放至发酵罐内进行发酵；
S4、固液分离：发酵完成后进行固液分离，得到滤液，向滤液中添加防腐剂，得到液体有机肥。
2.根据权利要求1所述的提高K含量的液体有机肥制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，草木灰浸提液a的浸提介质为酸性溶液，草木灰浸提液b的浸提介质为蒸馏水。
3.根据权利要求2所述的提高K含量的液体有机肥制备方法，其特征在于：所述酸性溶液为柠檬酸水溶液或者盐酸水溶液。
4.根据权利要求3所述的提高K含量的液体有机肥制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，草木灰浸提液a与草木灰浸提液b同时制备，同时制备草木灰浸提液a与草木灰浸提液b的方法如下：
步骤1、准备提取装置：提取装置包括伸缩气缸、电机、底座和两个提取筒，两个提取筒转动安装于底座上，伸缩气缸的输出端固定连接有安装板，电机固定安装于安装板远离伸缩气缸的一侧，电机的输出端同轴固定连接有转轴，转轴同轴固定连接有第一主动齿，转轴的下方设有外轴，外轴的底端转动安装于底座，外轴同轴固定连接有第二主动齿，外轴沿轴向开设有凹腔，转轴的底端伸入凹腔内设置，外轴沿轴向开设有若干水平设置的第一螺纹孔，转轴沿轴向开设有若干水平设置的第二螺纹孔，部分第二螺纹孔与第一螺纹孔一一相对，第一螺纹孔与第二螺纹孔螺纹连接有螺纹柱，提取筒内设有搅拌轴，搅拌轴的顶端转动连接于安装板，搅拌轴同轴固定连接有从动齿和搅拌叶，从动齿与第一主动齿相啮合，搅拌叶位于提取筒内，提取筒的外周壁固定连接有外齿圈，外齿圈与第二主动齿相啮合；
步骤2、将草木灰分别投放至两个提取筒内，向一个提取筒内投加酸性溶液，向另一个提取筒内投加蒸馏水；
步骤3、确定螺纹柱未与第二螺纹孔螺纹连接后启动电机，搅拌叶转动，对草木灰和浸提介质进行搅拌；
步骤4、搅拌完成后，关闭电机，启动伸缩气缸，带动安装板向上移动，搅拌轴向上移动，直至搅拌叶完全离开浸提介质，将螺纹柱拧入第二螺纹孔内，再次启动电机，第二主动齿与外齿圈啮合，提取筒发生转动，提取筒内的草木灰粉渣在离心力作用下贴合于提取筒的侧壁，草木灰浸提液逐渐清亮；
步骤5、关闭电机，将两个提取筒内的浸提液取出即可同时得到草木灰浸提液a和草木灰浸提液b。
5.根据权利要求4所述的提高K含量的液体有机肥制备方法，其特征在于：所述同时制备草木灰浸提液a与草木灰浸提液b的方法中，草木灰粒径为50目以下，搅拌速度为120-150r/min，搅拌时间为50-60min，灰水质量比为0.45-0.55。
6.根据权利要求4或5所述的提高K含量的液体有机肥制备方法，其特征在于：所述提取筒的侧壁开设有空腔，空腔内固定安装有加热器。
7.根据权利要求6所述的提高K含量的液体有机肥制备方法，其特征在于：所述提取筒的底部连通有排水管，排水管上固定安装有阀门。
8.根据权利要求7所述的提高K含量的液体有机肥制备方法，其特征在于：所述搅拌叶远离搅拌轴的一端固定连接有柔性刮片，柔性刮片与提取筒的内侧壁相抵。
9.根据权利要求6所述的提高K含量的液体有机肥制备方法，其特征在于：所述同时制备草木灰浸提液a与草木灰浸提液b的方法中，搅拌温度为70-80℃。
10.根据权利要求4所述的提高K含量的液体有机肥制备方法，其特征在于：所述步骤4中，提取筒的转动时间为10-15min。
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