一種含γ-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種含γ-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥的制備方法，它包括利用高塔造粒設(shè)備生產(chǎn)尿基復(fù)合肥或硝基復(fù)合肥的工序，其特征在于，通過(guò)在如下四個(gè)過(guò)程之一或者其中兩個(gè)以上過(guò)程的組合中加入γ-聚谷氨酸原料，制備得到含有γ-聚谷氨酸的尿基復(fù)合肥或硝基復(fù)合肥；所述的四個(gè)過(guò)程為原料混合過(guò)程、高塔造粒過(guò)程、肥料顆粒冷卻過(guò)程和成品包膜過(guò)程。與不添加γ-聚谷氨酸的普通高塔造粒復(fù)合肥相比，本發(fā)明中的含γ-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥可以提高肥料利用率，有效提高作物產(chǎn)量，有效改善化肥施用造成的土壤板結(jié)化，對(duì)土壤環(huán)境無(wú)污染。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥及其制備方法與應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及肥料領(lǐng)域，具體涉及一種含Y -聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥及其制備方法與應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]化肥在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。我國(guó)是化肥使用大國(guó)，化肥年用量高達(dá)5000萬(wàn)噸(折純氮磷鉀)以上，為農(nóng)業(yè)發(fā)展和糧食增產(chǎn)做出了突出貢獻(xiàn)。然而，化肥的使用也帶來(lái)了很多負(fù)面問(wèn)題，肥料的利用率低，土地的質(zhì)量下降，水污染，農(nóng)作物抗性下降等，很大程度上威脅了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
[0003]Y-聚谷氨酸是由微生物發(fā)酵產(chǎn)生的一種均聚氨基酸。基于其優(yōu)良的生物可降解性、吸水性、離子螯合能力，Y-聚谷氨酸具有作為肥料增效劑的潛力。高塔造粒復(fù)合肥具有養(yǎng)分均勻、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、適合再包膜等優(yōu)點(diǎn)，但目前尚未有應(yīng)用高塔造粒方式生產(chǎn)含Y-聚谷氨酸的復(fù)合肥的報(bào)道。
[0004]高塔造粒生產(chǎn)高質(zhì)量復(fù)合肥料，具有科技含量高、養(yǎng)分均勻、水溶性好和使用范圍廣等特點(diǎn)，性能遠(yuǎn)優(yōu)于其它品種化肥。高塔造粒生產(chǎn)復(fù)合肥的主要流程為:將熔融的尿素或硝銨與預(yù)熱后磷肥、鉀肥及填充劑(碳酸鈣粉)按照一定的重量比例于混合槽中混合，待混合物反應(yīng)生成流動(dòng)性良好的肥料漿后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)式差動(dòng)噴頭噴入造粒塔，混合物料在從高塔下降過(guò)程中，與從塔底上升的氣體阻力相互作用，與其進(jìn)行熱交換后降落到塔底，并冷卻固化成顆粒，然后將肥料顆粒運(yùn)輸進(jìn)冷卻塔進(jìn)一步冷卻，冷卻完成后成品顆粒經(jīng)篩選后進(jìn)入包膜機(jī)，噴灑防結(jié)塊劑進(jìn)行防結(jié)塊處理后即得到高塔造粒復(fù)合肥。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種含Y -聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥，以提高肥料的利用率。
[0006]本發(fā)明還要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供上述含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥的制備方法。
[0007]本發(fā)明最后要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供上述含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥的應(yīng)用。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0009]一種含Y -聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥的制備方法，它包括利用高塔造粒設(shè)備生產(chǎn)尿基復(fù)合肥或硝基復(fù)合肥的工序，通過(guò)在如下四個(gè)過(guò)程之一或者其中兩個(gè)以上過(guò)程的組合中加入Y-聚谷氨酸原料，制備得到含有Y-聚谷氨酸的尿基復(fù)合肥或硝基復(fù)合肥；
[0010]所述的四個(gè)過(guò)程為原料混合過(guò)程、高塔造粒過(guò)程、肥料顆粒冷卻過(guò)程和成品包膜過(guò)程。
[0011]上述的尿基復(fù)合肥為尿素、磷肥、鉀肥、增效劑和填充劑制備而成的肥料；上述的硝基復(fù)合肥為硝銨、磷肥、鉀肥、增效劑、填充劑制備而成的肥料。
[0012]其中，磷肥為磷酸一銨、磷酸二銨、過(guò)磷酸鈣、或其他可為植物生長(zhǎng)提供磷素的化合物或組合物，鉀肥為氯化鉀、硫酸鉀或其他可為植物生長(zhǎng)提供鉀素的化合物或組合物，增效劑為復(fù)硝酚鈉、α -萘乙酸鈉與胺鮮酯中的任意一種或幾種的組合，填充劑為著色劑、白云石、碳酸鈣粉、凹凸棒粉、高嶺土與硅藻土中的任意一種或幾種的組合；
[0013]尿素或硝銨、與磷肥、與鉀肥的重量比為32-45:28-40:15_40，增效劑的添加重量為尿素或硝銨與磷肥與鉀肥總重量的0-10% (優(yōu)選2-10% )，填充劑的添加重量為尿素或硝銨與磷肥與鉀肥總重量的5-20%。
[0014]上述的Y -聚谷氨酸原料為Y -聚谷氨酸純品、Y -聚谷氨酸鹽純品、包含Y-聚谷氨酸的發(fā)酵培養(yǎng)物、Y-聚谷氨酸溶液和含有Y-聚谷氨酸的粉劑中的任意一種或幾種的組合；Y-聚谷氨酸原料的用量以其中所含的Y-聚谷氨酸計(jì)，其添加量為復(fù)合肥重量的0.02%。-3%。； Y -聚谷氨酸的分子量范圍為5~3000kDa。
[0015]Y -聚谷氨酸鹽純品包括螯合了 Na、K、Ca、Mn、Cu、Zn、Fe等一種或多種元素的聚谷氨酸鹽。
[0016]Y -聚谷氨酸溶液包括聚谷氨酸凝膠水溶液、聚谷氨酸或聚谷氨酸鹽純品的水溶液。
[0017]含有Y-聚谷氨酸的粉劑包括聚谷氨酸發(fā)酵液的粉狀干燥物、聚谷氨酸純品或聚谷氨酸鹽純品與其他輔料成分配制而成的組合粉劑。
[0018]包含Y-聚谷氨酸的發(fā)酵培養(yǎng)物包括包含有聚谷氨酸生產(chǎn)菌株及發(fā)酵培養(yǎng)基的聚谷氨酸發(fā)酵液、聚谷氨酸發(fā)酵液的濃縮液或干燥物。
[0019]優(yōu)選的Y-聚谷氨酸的分子量范圍為10_2000kDa，其中最優(yōu)選的分子量范圍為10-1OOOkDao
[0020]上述利用高塔造粒設(shè)備生產(chǎn)尿基復(fù)合肥或硝基復(fù)合肥的工序包括如下步驟:
[0021](I)原料混合過(guò)程:將預(yù)熱后的粉狀磷肥、鉀肥、填充劑與熔融尿素或硝銨在混合槽中混合，反應(yīng)生成肥料漿；
[0022](2)高塔造粒過(guò)程:將步驟(1)得到的肥料漿通過(guò)旋轉(zhuǎn)式差動(dòng)噴頭噴入造粒塔后，在空氣中冷卻固化成肥料顆粒；
[0023](3)肥料顆粒冷卻過(guò)程:將步驟(2)得到的肥料顆粒輸送進(jìn)冷卻塔冷卻；
[0024](4)成品包膜過(guò)程:將步驟(3)冷卻結(jié)束后得到的肥料顆粒輸送至包膜機(jī)，經(jīng)抗結(jié)塊劑包膜，即得到高塔造粒復(fù)合肥；
[0025]其中，預(yù)熱的溫度為60 V -90 V ；
[0026]其中，熔融的溫度為115°C -150°C ；
[0027]其中，所述的抗結(jié)塊劑為沸石粉、硅藻土、滑石粉、石灰石、二氧化硅粉和黏土中的一種或幾種。
[0028]選擇在原料混合過(guò)程中添加Y -聚谷氨酸原料的方法是:在步驟⑴中，利用熔融尿素或硝銨可以和磷肥、鉀肥、增效劑、Y -聚谷氨酸及填充劑形成低共熔點(diǎn)化合物的特點(diǎn)，將預(yù)熱后的粉狀磷肥、鉀肥、Y-聚谷氨酸原料、填充劑與熔融尿素或硝銨在混合槽中混合；其余步驟與利用高塔造粒設(shè)備生產(chǎn)尿基復(fù)合肥或硝基復(fù)合肥的工序相同。
[0029]選擇在高塔造粒過(guò)程中添加Y-聚谷氨酸原料的方法是:在步驟(2)中，肥料漿通過(guò)旋轉(zhuǎn)式差動(dòng)噴頭噴入造粒塔，通過(guò)造粒塔內(nèi)壁上的霧化噴頭將Y-聚谷氨酸原料霧化后噴入造粒塔，附著在肥料顆粒上，形成包膜；其余步驟與利用高塔造粒設(shè)備生產(chǎn)尿基復(fù)合肥或硝基復(fù)合肥的工序相同。
[0030]選擇在肥料顆粒冷卻過(guò)程中添加Y-聚谷氨酸原料的方法是:在步驟(3)中，將肥料顆粒輸送進(jìn)冷卻塔冷卻，通過(guò)冷卻塔的冷卻倉(cāng)內(nèi)的霧化噴頭，將Y -聚谷氨酸原料霧化后均勻噴灑于肥料顆粒表面，形成包膜；其余步驟與利用高塔造粒設(shè)備生產(chǎn)尿基復(fù)合肥或硝基復(fù)合肥的工序相同。
[0031]選擇在成品包膜過(guò)程中添加Y-聚谷氨酸原料的方法是:在步驟(4)中，將冷卻結(jié)束后得到的肥料顆粒輸送至包膜機(jī)，通過(guò)包膜機(jī)前段的霧化噴頭將Y-聚谷氨酸原料霧化后均勻噴灑至肥料顆粒表面，再在包膜機(jī)末端噴灑抗結(jié)塊劑至復(fù)合肥顆粒表面；其余步驟與利用高塔造粒設(shè)備生產(chǎn)尿基復(fù)合肥或硝基復(fù)合肥的工序相同。
[0032]上述制備方法制備得到的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0033]上述的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥在農(nóng)作物生產(chǎn)中的應(yīng)用也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0034]具體的應(yīng)用方法是，含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可作為基施肥、追施肥、穴施肥使用，適用于糧食作物如小麥、玉米、水稻等，也適用于經(jīng)濟(jì)作物如番茄、馬鈴薯、葡萄、大豆等。
[0035]優(yōu)選的是，將熔融的尿素(130-140°C )與預(yù)熱后(預(yù)熱溫度為60_70°C )的磷酸一銨、硫酸鉀、增效劑、Y-聚谷氨酸粉劑及填充劑(碳酸鈣粉)按照重量份數(shù)比例35:35:30:5:0.05:15混合，采用在原料混合過(guò)程中添加Y -聚谷氨酸原料的方式，制備得到含Y -聚谷氨酸的高塔尿基復(fù)合肥，作為莖葉類(lèi)蔬菜專(zhuān)用肥。
[0036]優(yōu)選的是，將熔融的硝銨(140_145°C )與預(yù)熱后(預(yù)熱溫度為60_70°C )的磷酸一銨、硫酸鉀、增效劑及填充劑(碳酸鈣粉)按照重量比例38:35:27:5:15混合，采用在高塔造粒過(guò)程中添加Y-聚谷氨酸原料的方式，制備得到含Y-聚谷氨酸的高塔硝基包膜復(fù)合肥，作為瓜果類(lèi)作物專(zhuān)用肥。
[0037]優(yōu)選的是，將熔融的尿素(130-140°C )與預(yù)熱后(預(yù)熱溫度為60_70°C )的磷酸一銨、氯化鉀、增效劑及填充劑(碳酸鈣粉)按照重量比例35:35:30:4:15混合，采用在成品包膜過(guò)程中添加Y-聚谷氨酸原料的方式，制備得到含Y-聚谷氨酸的高塔尿基包膜復(fù)合肥，作為糧食作物專(zhuān)用肥。
[0038]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢(shì):
[0039](I)本發(fā)明中含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥具有一定的緩釋作用，可以延長(zhǎng)肥料釋放時(shí)間，提高肥料利用率。
[0040](2)本發(fā)明中含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥中的Y-聚谷氨酸能夠調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)，增強(qiáng)作物抗逆性，有效提高作物產(chǎn)量。
[0041](3)本發(fā)明中含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥中的Y-聚谷氨酸能夠改善土壤微生物群態(tài)，增加土壤微生物多樣性，可有效改善化肥施用造成的土壤板結(jié)化。
[0042] (4)本發(fā)明中含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥中的Y-聚谷氨酸是一種生物發(fā)酵產(chǎn)品，在土壤中可完全被生物降解，對(duì)人體及土壤生物無(wú)毒害，對(duì)土壤環(huán)境無(wú)污染。

【具體實(shí)施方式】
[0043]根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的內(nèi)容僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書(shū)中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。
[0044]實(shí)施例1:按照如下步驟制備本發(fā)明的含Y-聚谷氨酸的高塔尿基復(fù)合肥，此復(fù)合肥可作為莖葉類(lèi)蔬菜專(zhuān)用肥。
[0045]將熔融的尿素(130-140°C )與預(yù)熱后(預(yù)熱溫度為60_70°C )的磷酸一銨、硫酸鉀、增效劑(復(fù)硝酚鈉和α-萘乙酸鈉按1:1配制)、Y-聚谷氨酸粉劑及填充劑(碳酸鈣粉)按照重量份數(shù)比35:35:30:5:0.05:15于混合槽中混合，待混合物反應(yīng)生成流動(dòng)性良好的肥料漿后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)式差動(dòng)噴頭噴入造粒塔，在空氣中冷卻固化成顆粒，然后輸送進(jìn)冷卻塔進(jìn)一步冷卻，冷卻完成后成品顆粒經(jīng)篩選后進(jìn)入包膜機(jī)，噴灑防結(jié)塊劑進(jìn)行防結(jié)塊處理后即得到所述含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥。本實(shí)施例中所用Y-聚谷氨酸的分子量為 10 ~500kDa。
[0046]為考察本發(fā)明中含Y-聚谷氨酸的高塔尿基復(fù)合肥的肥效，發(fā)明人以不添加Y-聚谷氨酸的普通尿基復(fù)合肥(除不添加Y-聚谷氨酸外，其余成分比例均與本發(fā)明的含Y-聚谷氨酸的高塔尿基復(fù)合肥相同)為對(duì)照肥料，開(kāi)展了肥效考察試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)了3個(gè)處理，處理I為普通尿基復(fù)合肥，處理2為本實(shí)施例中的含Y-聚谷氨酸的高塔尿基復(fù)合肥，處理3也為本實(shí)施例中的含Y -聚谷氨酸的高塔尿基復(fù)合肥，但使用量比處理2減少15%。
[0047]表1為盆栽小白菜試驗(yàn)
[0048]表1不同復(fù)合肥對(duì)小白菜葉綠素及產(chǎn)量的影響
[0049]

【權(quán)利要求】
1.一種含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥的制備方法，它包括利用高塔造粒設(shè)備生產(chǎn)尿基復(fù)合肥或硝基復(fù)合肥的工序，其特征在于，通過(guò)在如下四個(gè)過(guò)程之一或者其中兩個(gè)以上過(guò)程的組合中加入Y-聚谷氨酸原料，制備得到含有Y-聚谷氨酸的尿基復(fù)合肥或硝基復(fù)合肥； 所述的四個(gè)過(guò)程為原料混合過(guò)程、高塔造粒過(guò)程、肥料顆粒冷卻過(guò)程和成品包膜過(guò)程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥的制備方法，其特征在于，所述的尿基復(fù)合肥為尿素、磷肥、鉀肥、增效劑和填充劑制備而成的肥料；所述的硝基復(fù)合肥為硝銨、磷肥、鉀肥、增效劑、填充劑制備而成的肥料； 其中，磷肥為磷酸一銨、磷酸二銨、過(guò)磷酸鈣、或其他可為植物生長(zhǎng)提供磷素的化合物或組合物，鉀肥為氯化鉀、硫酸鉀或其他可為植物生長(zhǎng)提供鉀素的化合物或組合物，增效劑為復(fù)硝酚鈉、α -萘乙酸鈉與胺鮮酯中的任意一種或幾種的組合，填充劑為著色劑、白云石、碳酸鈣粉、凹凸棒粉、高嶺 土與硅藻土中的任意一種或幾種的組合； 尿素或硝銨、與磷肥、與鉀肥的重量比為32-45:28-40:15_40，增效劑的添加重量為尿素或硝銨與磷肥與鉀肥總重量的0-10%，填充劑的添加重量為尿素或硝銨與磷肥與鉀肥總重量的5-20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥的制備方法，其特征在于，所述的Y-聚谷氨酸原料為Y-聚谷氨酸純品、Y-聚谷氨酸鹽純品、包含Y-聚谷氨酸的發(fā)酵培養(yǎng)物、Y-聚谷氨酸溶液和含有Y-聚谷氨酸的粉劑中的任意一種或幾種的組合；Y -聚谷氨酸原料的用量以其中所含的Y -聚谷氨酸計(jì)，其添加量為復(fù)合肥重量的0.02%。-3%。； Y -聚谷氨酸的分子量范圍為5~3000kDa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥的制備方法，其特征在于，所述的利用高塔造粒設(shè)備生產(chǎn)尿基復(fù)合肥或硝基復(fù)合肥的工序包括如下步驟: (1)原料混合過(guò)程:將預(yù)熱后的粉狀磷肥、鉀肥、填充劑與熔融尿素或硝銨在混合槽中混合，反應(yīng)生成肥料漿； (2)高塔造粒過(guò)程:將步驟(1)得到的肥料漿通過(guò)旋轉(zhuǎn)式差動(dòng)噴頭噴入造粒塔后，在空氣中冷卻固化成肥料顆粒； (3)肥料顆粒冷卻過(guò)程:將步驟(2)得到的肥料顆粒輸送進(jìn)冷卻塔冷卻； (4)成品包膜過(guò)程:將步驟(3)冷卻結(jié)束后得到的肥料顆粒輸送至包膜機(jī)，經(jīng)抗結(jié)塊劑包膜，即得到高塔造粒復(fù)合肥； 其中，預(yù)熱的溫度為60°C -90°C ； 其中，熔融的溫度為115°C -150°C ； 其中，所述的抗結(jié)塊劑為沸石粉、硅藻土、滑石粉、石灰石、二氧化硅粉和黏土中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥的制備方法，其特征在于，在原料混合過(guò)程中添加Y-聚谷氨酸原料的方法是:在步驟(1)中，將預(yù)熱后的粉狀磷肥、鉀肥、Y -聚谷氨酸原料、填充劑與熔融尿素或硝銨在混合槽中混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥的制備方法，其特征在于，在高塔造粒過(guò)程中添加Y-聚谷氨酸原料的方法是:在步驟(2)中，肥料漿通過(guò)旋轉(zhuǎn)式差動(dòng)噴頭噴入造粒塔，通過(guò)造粒塔內(nèi)壁上的霧化噴頭將Y -聚谷氨酸原料霧化后噴入造粒塔，附著在肥料顆粒上，形成包膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥的制備方法，其特征在于，在肥料顆粒冷卻過(guò)程中添加Y-聚谷氨酸原料的方法是:在步驟(3)中，將肥料顆粒輸送進(jìn)冷卻塔冷卻，通過(guò)冷卻塔的冷卻倉(cāng)內(nèi)的霧化噴頭，將Y -聚谷氨酸原料霧化后均勻噴灑于肥料顆粒表面，形成包膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥的制備方法，其特征在于，在成品包膜過(guò)程中添加Y-聚谷氨酸原料的方法是:在步驟(4)中，將冷卻結(jié)束后得到的肥料顆粒輸送至包膜機(jī)，通過(guò)包膜機(jī)前段的霧化噴頭將Y -聚谷氨酸原料霧化后均勻噴灑至肥料顆粒表面，再在包膜機(jī)末端噴灑抗結(jié)塊劑至復(fù)合肥顆粒表面。
9.權(quán)利要求1~8中任意一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥。
10.權(quán)利要求9所述的含Y-聚谷氨酸的高塔造粒復(fù)合肥在農(nóng)作物生產(chǎn)中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C05G3/04GK104163729SQ201410447501
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】徐虹, 馮小海, 李莎, 梁金豐, 許宗奇 申請(qǐng)人:南京軒凱生物科技有限公司