本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)肥料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種生物可降解包膜肥及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）資料顯示，化肥對世界糧食增產(chǎn)的貢獻率達到55%左右，被稱為“人類糧食的糧食”的化肥在中國糧食生產(chǎn)與糧食安全中的作用是巨大的。
目前，中國農(nóng)業(yè)中的化肥消費量以每年5%的速度增加，約占到農(nóng)業(yè)全部生產(chǎn)性支出的50%。據(jù)統(tǒng)計,全國氮肥當季利用率僅為30%，磷肥僅為20%，鉀肥也在40%以下，每年損失的化肥達1100萬噸,而化肥在環(huán)境方面帶來的損失按可比價高達1000億元。目前,中國占世界不足10%的耕地,化肥消費卻占到世界總量的30%，單位面積施用量達到世界平均水平的3倍多。
通過上面的分析可以看出，化肥工業(yè)的發(fā)展在給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來糧食增產(chǎn)貢獻的同時，也帶來了諸多“危害”。隨著人們環(huán)保意識的提高，對降低化肥損失，提高肥料利用率，減輕或免除肥料污染越來越重視。研究表明，未來肥料發(fā)展和植物營養(yǎng)研究的重點不僅要關(guān)注養(yǎng)分含量，更要重視養(yǎng)分形態(tài)及其科學(xué)搭配，同時要研究不同養(yǎng)分形態(tài)的相互轉(zhuǎn)化以及助劑的應(yīng)用對作物營養(yǎng)吸收、轉(zhuǎn)化和肥料利用率提升的作用。
控釋肥料自20世紀90年代以來在我國農(nóng)業(yè)、肥料制造業(yè)等行業(yè)和相關(guān)領(lǐng)域備受關(guān)注。國家科技部相繼在“十五”和“十一五”期間設(shè)立緩釋、控釋肥料項目，開展緩釋、控釋肥料的共性關(guān)鍵技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化研究，使我國控釋肥料等新型肥料創(chuàng)制沿著健康的軌道發(fā)展并取得預(yù)期的經(jīng)濟和社會效益。我國開展控釋肥料研制是為解決“中國農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的肥料問題”，力圖通過改造肥料而提高化肥的利用率?？蒯尫首鳛橐环N新型產(chǎn)品，應(yīng)用好處很多，但研究發(fā)現(xiàn)，其包膜材料在土壤中很難降解或者說降解需要幾十年的時間，給土壤帶來二次污染。目前還沒有一種主要成分為生物可降解、生物相容的環(huán)境友好新材料的生物可降解包膜肥。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明正是針對以上技術(shù)問題，提供一種主要成分為生物可降解、生物相容的環(huán)境友好新材料的生物可降解包膜肥及其生產(chǎn)方法。
本發(fā)明主要通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。
一種生物可降解包膜肥，其特征在于包膜材料與肥料的重量比為3～10：1000。
一種生物可降解包膜肥的包膜材料，主要由淀粉、植物油、乳酸類物質(zhì)組成，其特征在于各組分的重量百分比為：淀粉3%～10%、植物油15%～50%、乳酸類物質(zhì)40%～60%。淀粉與植物油比例為1：5。乳酸類物質(zhì)優(yōu)選聚丙交酯。
本發(fā)明還提供一種生物可降解包膜肥的生產(chǎn)方法，其特征在于：
一、物料干燥，將待包膜的肥料經(jīng)皮帶秤傳送至滾筒內(nèi)預(yù)熱，除去水分；
二、內(nèi)層包膜噴涂，將植物油加熱，然后將淀粉按一定比例投入到植物油中，充分混合成漿狀物質(zhì)，然后通過壓力泵經(jīng)料管輸送進入經(jīng)步驟一預(yù)熱的滾筒內(nèi)，從料管尾部噴頭均勻噴涂到步驟一所述滾筒內(nèi)的物料上，充分攪拌并噴涂均勻后，經(jīng)運輸皮帶轉(zhuǎn)入冷卻筒冷卻，然后再轉(zhuǎn)入滾筒預(yù)熱，重復(fù)三次；
三、外層包膜噴涂，將乳酸類物質(zhì)加熱融化后，通過壓力泵經(jīng)料管輸送進入滾筒內(nèi)對經(jīng)步驟二進行過三次內(nèi)層包膜噴涂的物料進行外層包膜噴涂，充分攪拌并噴涂均勻后，經(jīng)運輸皮帶轉(zhuǎn)入冷卻筒進行冷卻，然后再轉(zhuǎn)入滾筒進行下一層外層包膜的噴涂，進行多次循環(huán)后即得生物可降解包膜肥的半成品；
四、篩分拋光，對經(jīng)步驟三進行過多次循環(huán)的生物可降解包膜肥的半成品進行篩分、拋光，最后經(jīng)計量稱重后進行包裝，入庫。
步驟一中的肥料預(yù)熱溫度為80℃～90℃。
步驟二中的植物油加熱溫度為40℃～50℃。
步驟二、三中的料管直徑為15mm。
本發(fā)明選取的降解包膜材料主要由植物油、淀粉、聚乳酸、甲殼素等物料組成，受外界環(huán)境影響小，易附著在肥料顆粒表面；與肥料養(yǎng)分不發(fā)生反應(yīng)或影響?zhàn)B分性能；低于其熔融溫度時能迅速固化；能通過包膜層厚度控制養(yǎng)分釋放，以滿足作物生長需求；在土壤中能自行降解，降解周期短，不污染土壤；成本低廉，適合大規(guī)模生產(chǎn)和大面積推廣。
同時，本發(fā)明通過在聚合物膜材的制備過程中，引入可生物降解的化學(xué)基團，賦予了高分子膜材生物降解功能，使膜材料既具有優(yōu)良的生物降解性能，又具有良好的控釋性能。在包膜工藝中采用微量噴涂工藝，此工藝大大提高了包膜材料的利用率，并且實現(xiàn)了包膜材料的充分混合，提高了肥料的控釋性能。通過調(diào)節(jié)成膜助劑的用量與組分，提高材料的控釋性能，降低材料的用量，從而降低生產(chǎn)成本。此外，本發(fā)明所述的生產(chǎn)方法可以實現(xiàn)連續(xù)化、自動化的生產(chǎn)，極大地提高了包膜肥料的生產(chǎn)效率，包膜材料及其包膜控釋肥料的制備工藝經(jīng)濟可行，在國內(nèi)首次實現(xiàn)中試水平連續(xù)化、自動化生產(chǎn)，運行穩(wěn)定程度高。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1
以尿素為例，將6000Kg尿素經(jīng)皮帶秤傳送至滾筒內(nèi)預(yù)熱至90℃，除去水分，將15Kg植物油加熱至50℃，然后將3Kg淀粉投入到加熱的植物油中，充分混合成漿狀物質(zhì)，然后通過壓力泵經(jīng)料管輸送至滾筒內(nèi)，并通過料管尾部噴頭均勻噴涂到經(jīng)預(yù)熱的尿素上，等尿素充分攪拌并噴涂均勻后，經(jīng)運輸皮帶轉(zhuǎn)入冷卻筒冷卻，然后轉(zhuǎn)入滾筒預(yù)熱，預(yù)熱至90℃時，重復(fù)噴涂，循環(huán)三次后，再將聚丙交酯18Kg加熱融化后，通過壓力泵經(jīng)料管輸送至滾筒內(nèi)并通過料管尾部的噴頭進行外層包膜噴涂，充分攪拌并噴涂均勻后，經(jīng)運輸皮帶轉(zhuǎn)入冷卻筒進行冷卻，待充分冷卻后再轉(zhuǎn)入滾筒進行下一層外層包膜的噴涂，共計進行三層外層包膜噴涂，然后對冷卻的物料進行篩分、拋光，最后計量稱重，然后包裝入庫。
實施例2
以尿素為例，將6000Kg尿素經(jīng)皮帶秤傳送至滾筒內(nèi)預(yù)熱至80℃，除去水分，將20Kg植物油加熱至40℃，然后將4Kg淀粉投入到加熱的植物油中，充分混合成漿狀物質(zhì)，然后通過壓力泵經(jīng)料管輸送至滾筒內(nèi)，并通過料管尾部噴頭均勻噴涂到經(jīng)預(yù)熱的尿素上，等尿素充分攪拌并噴涂均勻后，經(jīng)運輸皮帶轉(zhuǎn)入冷卻筒冷卻，然后轉(zhuǎn)入滾筒預(yù)熱，預(yù)熱至80℃時，重復(fù)噴涂，循環(huán)三次后，再將聚丙交酯25Kg加熱融化后，通過壓力泵經(jīng)料管輸送至滾筒內(nèi)并通過料管尾部的噴頭進行外層包膜噴涂，充分攪拌并噴涂均勻后，經(jīng)運輸皮帶轉(zhuǎn)入冷卻筒進行冷卻，待充分冷卻后再轉(zhuǎn)入滾筒進行下一層外層包膜的噴涂，共計進行四層外層包膜噴涂，然后對冷卻的物料進行篩分、拋光，最后計量稱重，然后包裝入庫。
項目產(chǎn)品通過國標標準方法（GB/T 23348-2009），所制備系列新型控釋肥料的初期溶出率均低于15%，符合國際和國內(nèi)標準。
通過國標方法，所制得系列新型控釋肥料的釋放期大于28天，符合國際和國內(nèi)標準的要求，工藝的可操作性得到驗證。
新型包膜控釋肥料相比傳統(tǒng)包膜控釋肥料，相同控釋期（60天）可降低膜材厚度近3倍，節(jié)省大量包膜材料，降低了包膜肥料的生產(chǎn)成本。
通過標準IS014852《水系培養(yǎng)液中需氧條件下塑料材料生物降解能力的測定——通過分析釋放的二氧化碳的方法》方法檢驗新型包膜控釋肥料膜材生物降解性能，發(fā)現(xiàn)新型材料具有良好的生物降解性能。
上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，本發(fā)明的目的主要在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。