一種炭化顆粒保水型油桃肥料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于肥料的工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種炭化顆粒保水型油桃肥料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]秸桿組成主要是纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、總糖、蛋白質(zhì)、脂肪和礦物質(zhì)組成，現(xiàn)階段對(duì)于秸桿的利用主要有沼氣利用，燃料成型、生物乙醇、生物質(zhì)熱裂解、生物柴油等；
常見的木質(zhì)素預(yù)處理方法有求魔法、稀硫酸法、氨水預(yù)處理、石灰預(yù)處理、熱水預(yù)處理、蒸汽爆破法和生物預(yù)處理方法等，其中，機(jī)械球磨法對(duì)化學(xué)組成基本沒有影響，但可以有效減小顆粒尺寸以及降低木質(zhì)纖維素結(jié)晶度和聚合度，從而促進(jìn)木質(zhì)素纖維素的酶降解。稀硫酸處理主要通過水解半纖維素，破壞半纖維素木質(zhì)素之間的化學(xué)鍵，達(dá)到增大酶可及表面積的效果，同時(shí)還可以減小纖維素的平均聚合度，酸預(yù)處理方法對(duì)木質(zhì)素脫除及結(jié)晶度破壞效果不明顯并且容易產(chǎn)生微生物發(fā)酵抑制物，增加了后續(xù)處理的難度，此外，烯酸對(duì)預(yù)處理裝置的復(fù)制性也是制約其工業(yè)化的重要因素之一。堿處理的方法，如氨水浸泡處理，處理?xiàng)l件溫和，不易產(chǎn)生抑制物，在一定條件下可有效脫除木質(zhì)素，并伴有少量半纖維素發(fā)生水解，內(nèi)表面積增加。蒸汽爆破法與氨氣爆破法是纖維素發(fā)生機(jī)械斷裂的同時(shí)破壞纖維素內(nèi)部的氫鍵，亦可有效去除半纖維素和部分木質(zhì)素并破壞木質(zhì)素結(jié)構(gòu)。蒸汽爆破法對(duì)設(shè)備要求較高設(shè)備投入大，制約了規(guī)模化應(yīng)用。生物法則主要采用白腐真菌或木質(zhì)素降解酶等降解原料中的木質(zhì)素，提高纖維素的酶解效率，生物法處理?xiàng)l件最為溫和，且過程綠色，但預(yù)處理時(shí)間過長(zhǎng)，目前還難以與化學(xué)處理方法相媲美。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了提高肥料的利用率，降低肥料的流失，保護(hù)環(huán)境，本發(fā)明在普通特色肥料加工的基礎(chǔ)上添加一種炭化秸桿的添加成分，對(duì)肥料養(yǎng)分的釋放和土壤保護(hù)都起到關(guān)鍵性的作用，具體操作方法如下:
一種炭化顆粒保水型油桃肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:農(nóng)作物秸桿65~80、濃磷酸70~90、乙醇70~90、鉬酸銨4~6、細(xì)孔硅膠10~14、磷酸二氫鈣15~20、沸石粉30~45、尿素40~50、硫酸亞鐵6~9、氯化鋅5~10、粘結(jié)劑8~10和適量的水；
所述粘結(jié)劑由以下重量份的原料制成:六亞甲基四胺2~4、蓖麻油3~6、氧化鋁微粉4~5、聚氧乙烯醚12~16、木粉0.5~1、松香粉末5~8、酒精12~15和水60 ;制備方法是將松香粉末加入至盛有酒精的反應(yīng)釜中，加入總量1/3的水，加熱至80~100°C，然后保溫?cái)嚢?0~30min至松香粉末完全溶解，然后保持反應(yīng)釜條件不變，依次加入聚氧乙烯醚、蓖麻油和剩余的水，待前述原料完全溶解過后加入六亞甲基四胺、氧化鋁微粉和木粉，保溫?cái)嚢?0~40min至均勻的乳劑，保溫備用。
[0004]一種炭化顆粒保水型油桃肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟:
(I)將農(nóng)作物秸桿先初步粉碎，然后與3~4倍其重量份的水混合，浸泡吸水5~7h，放入球磨機(jī)球磨40~50min至勻漿，用紗布包裹擠壓掉多余水分，然后加入濃磷酸，在常溫常壓下浸泡水解4~4.5h，完成后過濾掉濃磷酸，加入乙醇溶劑后攪拌發(fā)散，最后離心得下層沉淀，烘干得粉劑；
(2)將粘結(jié)劑加入至(I)所述的粉劑中，適量加水調(diào)制成糊狀，靜置2~3h固化，然后粉碎成粒徑2~3mm的顆粒，放入炭化爐，在無氧，600~700°C條件下密閉炭化4~5h，完成后過清水漂洗2~3遍，烘干備用；
(3)混合鉬酸銨、硫酸亞鐵和氯化鋅，粉碎成粉劑，然后加入至(2)所述的炭化顆粒中，適量噴水并攪拌吸附；
(4)混合細(xì)孔硅膠、磷酸二氫鈣、沸石粉、尿素及其它剩余成分，加水至含水量20~25%，然后加入(3)所得混合物料，攪拌均勻后噴漿造粒呈粒狀即可。
[0005]本發(fā)明研究木質(zhì)纖維素的頑抗特性，包括物理特性和化學(xué)特性對(duì)纖維素酶降解糖化的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明纖維素溶劑一有機(jī)溶劑組合預(yù)處理方法，采用濃磷酸作為纖維素溶劑，乙醇作為有機(jī)溶劑，在溫和50°C、常壓條件下處理木質(zhì)纖維素原料，高濃度磷酸>83%顯著破壞了木質(zhì)纖維素的結(jié)晶度，然后經(jīng)過后續(xù)的乙醇溶劑浸泡處理，更是完全分離木質(zhì)素、水溶性半纖維素和水解糖，得到無定型的木質(zhì)素顆粒成分和軟化泥狀的纖維素成分，最后離心取下層沉淀部分可得到較純凈木質(zhì)素，在4h之內(nèi)可達(dá)到80%的水解率。纖維素溶劑一有機(jī)溶劑組合預(yù)處理方法最顯著的優(yōu)勢(shì)在于破壞了木質(zhì)纖維素的結(jié)晶溫度，獲得了無定型的底物，與常規(guī)方法相比，得到的木質(zhì)素純度更高，效果明顯，操作方便，無公害。
[0006]了解到生物質(zhì)炭化的主要成分來源為干枯植物的木質(zhì)化部分，通過適宜的木質(zhì)素與纖維素的脫分離技術(shù)可以有效提取較為純凈的木質(zhì)素部分，再利用生物炭化技術(shù)將顆粒狀木質(zhì)素顆粒炭化為具有一定吸附作用的活性炭。
[0007]由于顆粒分離出的木質(zhì)素顆粒較小，分散太過松散，隨肥料進(jìn)入土壤后，容易隨水流的作用滲透到地表深層，無法長(zhǎng)時(shí)間提供一個(gè)吸附緩釋的功效，如何讓生物質(zhì)炭顆粒長(zhǎng)時(shí)間停留在地表及作物的根系附近是本發(fā)明研究的重點(diǎn)，我們利用顆粒狀的秸桿顆粒進(jìn)行炭化的時(shí)間控制，使秸桿顆粒未完全炭化就使用，事實(shí)證明效果更加出色，控制時(shí)間使秸桿顆粒只炭化顆粒的表面部分，約40~50%，然后利用粘結(jié)劑粘結(jié)未完全炭化的秸桿顆粒，最后粉碎成目標(biāo)大小，以密集的炭化秸桿顆粒整體作為肥料的添加劑一同制備肥料，不易滲透至地表深層，顆粒狀的顆粒有利于提高土壤通氣性，沙質(zhì)化土層，促進(jìn)作物根系的呼吸作用，同時(shí)炭化屬于不完全炭化，未炭化部分隨時(shí)間降解的過程可提供豐富的有機(jī)質(zhì)，供作物吸收。
[0008]粘結(jié)劑是利用了聚氧乙烯醚的熱塑性水溶性樹脂為本體原料，先加入蓖麻油乳化發(fā)散在溶液中，聚氧乙烯醚本身具有表面活性劑的特性，所以不用加入任何的表面活性物質(zhì)，然后依次加入氧化鋁微粉提高樹脂溶液成型的骨架和加強(qiáng)成型使樹脂強(qiáng)度提高的木粉，六亞甲基四胺的加入可以加快樹脂溶液冷卻后凝固的速度，加入的松香和木粉屬于天然有機(jī)成分，前期配合加強(qiáng)粘性之外，粘結(jié)完秸桿顆粒過后炭化的過程會(huì)存在部分炭化和溶解流失的狀況，殘留疏松崎嶇的表面，更加有利于秸桿顆粒的吸附作用。
[0009]本發(fā)明的有益效果:根據(jù)油桃生長(zhǎng)期的營(yíng)養(yǎng)需求，配比一種專門為油桃設(shè)計(jì)的保水型的肥料，具有營(yíng)養(yǎng)均衡，具有一定的保水保肥能力，同時(shí)經(jīng)過特殊處理的炭化顆?？梢晕揭恍┫∮械幕瘜W(xué)原料，減少肥料浪費(fèi)的情況。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1:
一種炭化顆粒保水型油桃肥料，其特征在于，由以下重量份(Kg)的原料制成:農(nóng)作物秸桿65、濃磷酸80、乙醇80、鉬酸銨4、細(xì)孔硅膠10、磷酸二氫鈣15、沸石粉45、尿素40、硫酸亞鐵6、氯化鋅8、粘結(jié)劑8和適量的水；
所述粘結(jié)劑由以下重量份的原料制成:六亞甲基四胺2、蓖麻油4、氧化鋁微粉4、聚氧乙稀釀16、木粉0.8、松香粉末6、酒精14和水60 ;制備方法是將松香粉末加入至盛有酒精的反應(yīng)釜中，加入總量1/3的水，加熱至80~100°C，然后保溫?cái)嚢?0~30min至松香粉末完全溶解，然后保持反應(yīng)釜條件不變，依次加入聚氧乙烯醚、蓖麻油和剩余的水，待前述原料完全溶解過后加入六亞甲基四胺、氧化鋁微粉和木粉，保溫?cái)嚢?0~40min至均勻的乳劑，保溫備用。
[0011]一種炭化顆粒保水型油桃肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟:
(1)將農(nóng)作物秸桿先初步粉碎，然后與3~4倍其重量份的水混合，浸泡吸水5~7h，放入球磨機(jī)球磨40~50min至勻漿，用紗布包裹擠壓掉多余水分，然后加入濃磷酸，在常溫常壓下浸泡水解4~4.5h，完成后過濾掉濃磷酸，加入乙醇溶劑后攪拌發(fā)散，最后離心得下層沉淀，烘干得粉劑；
(2)將粘結(jié)劑加入至(I)所述的粉劑中，適量加水調(diào)制成糊狀，靜置2~3h固化，然后粉碎成粒徑2~3mm的顆粒，放入炭化爐，在無氧，600~700°C條件下密閉炭化4~5h，完成后過清水漂洗2~3遍，烘干備用；
(3)混合鉬酸銨、硫酸亞鐵和氯化鋅，粉碎成粉劑，然后加入至(2)所述的炭化顆粒中，適量噴水并攪拌吸附；
(4)混合細(xì)孔硅膠、磷酸二氫鈣、沸石粉、尿素及其它剩余成分，加水至含水量20~25%，然后加入(3)所得混合物料，攪拌均勻后噴漿造粒呈粒狀即可。
[0012]將本發(fā)明的一種炭化顆粒保水型油桃肥料的制備方法用于種植油桃的肥料，選擇5畝油桃田作為實(shí)驗(yàn)組，使用本發(fā)明的肥料為主要肥料，對(duì)照組的5畝油桃使用常規(guī)肥料，其他養(yǎng)護(hù)條件及病蟲害的防治均相同，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)組的油桃，具有更強(qiáng)的保水保肥能力，種植田間始終濕潤(rùn)，殘留水汽，油桃長(zhǎng)勢(shì)良好，減少干旱的發(fā)生，相應(yīng)的病蟲害也略有減少。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種炭化顆粒保水型油桃肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:農(nóng)作物秸桿65~80、濃磷酸70~90、乙醇70~90、鉬酸銨4~6、細(xì)孔硅膠10~14、磷酸二氫鈣15~20、沸石粉30~45、尿素40~50、硫酸亞鐵6~9、氯化鋅5~10、粘結(jié)劑8~10和適量的水； 所述粘結(jié)劑由以下重量份的原料制成:六亞甲基四胺2~4、蓖麻油3~6、氧化鋁微粉4~5、聚氧乙烯醚12~16、木粉0.5~1、松香粉末5~8、酒精12~15和水60 ;制備方法是將松香粉末加入至盛有酒精的反應(yīng)釜中，加入總量1/3的水，加熱至80~100°C，然后保溫?cái)嚢?0~30min至松香粉末完全溶解，然后保持反應(yīng)釜條件不變，依次加入聚氧乙烯醚、蓖麻油和剩余的水，待前述原料完全溶解過后加入六亞甲基四胺、氧化鋁微粉和木粉，保溫?cái)嚢?0~40min至均勻的乳劑，保溫備用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種炭化顆粒保水型油桃肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟: (1)將農(nóng)作物秸桿先初步粉碎，然后與3~4倍其重量份的水混合，浸泡吸水5~7h，放入球磨機(jī)球磨40~50min至勻漿，用紗布包裹擠壓掉多余水分，然后加入濃磷酸，在常溫常壓下浸泡水解4~4.5h，完成后過濾掉濃磷酸，加入乙醇溶劑后攪拌發(fā)散，最后離心得下層沉淀，烘干得粉劑； (2)將粘結(jié)劑加入至(I)所述的粉劑中，適量加水調(diào)制成糊狀，靜置2~3h固化，然后粉碎成粒徑2~3mm的顆粒，放入炭化爐，在無氧，600~700°C條件下密閉炭化4~5h，完成后過清水漂洗2~3遍，烘干備用； (3)混合鉬酸銨、硫酸亞鐵和氯化鋅，粉碎成粉劑，然后加入至(2)所述的炭化顆粒中，適量噴水并攪拌吸附； (4)混合細(xì)孔硅膠、磷酸二氫鈣、沸石粉、尿素及其它剩余成分，加水至含水量20~25%，然后加入(3)所得混合物料，攪拌均勻后噴漿造粒呈粒狀即可。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種炭化顆粒保水型油桃肥料及其制備方法，由以下重量份的原料制成：農(nóng)作物秸稈、濃磷酸、乙醇、鉬酸銨、細(xì)孔硅膠、磷酸二氫鈣、沸石粉、尿素、硫酸亞鐵、氯化鋅、粘結(jié)劑和適量的水；根據(jù)油桃生長(zhǎng)期的營(yíng)養(yǎng)需求，配比一種專門為油桃設(shè)計(jì)的保水型的肥料，具有營(yíng)養(yǎng)均衡，具有一定的保水保肥能力，同時(shí)經(jīng)過特殊處理的炭化顆粒可以吸附一些稀有的化學(xué)原料，減少肥料浪費(fèi)的情況。
【IPC分類】C05G3/04, C05G3/00
【公開號(hào)】CN105152739
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510404388
【發(fā)明人】張飛, 汪飛, 張立新
【申請(qǐng)人】阜陽市音樂桃種植專業(yè)合作社
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年7月13日