專利名稱：包膜型控釋肥料膜透性測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型裝置是一種快速、定量測定包膜型控釋肥料的膜之透性和單位時間、單位面積透過膜的陰、陽離子養(yǎng)分?jǐn)?shù)量和速度的裝置。通過測定單位時間內(nèi)透過單位面積膜的養(yǎng)分?jǐn)?shù)量和種類，即可定量評價包膜型控釋肥料養(yǎng)分釋放速度，判斷其保肥供肥性能。
目前尚沒有包膜型控釋肥料的膜控制養(yǎng)分釋放速度的專用測定裝置。根據(jù)現(xiàn)有資料報道，國際上雖然沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方法和測定裝置對膜的透性，即養(yǎng)分透過膜的速率或膜保肥供肥性能，進(jìn)行準(zhǔn)確、定量的檢測，但有關(guān)評價包膜型控釋肥料養(yǎng)分釋放速度的方法可大致歸納為以下4種浸提法取一定量待測肥料樣品，放入一定量的蒸餾水中，保持周期性振蕩，每8hr收集一個樣品，并測定溶出的養(yǎng)分量。連續(xù)進(jìn)行72hr浸提和測定，計算3天內(nèi)累積養(yǎng)分溶出量和隨時間延長養(yǎng)分溶出率曲線。
存在問題實際上這種方法是一種速測方法。因為在3天內(nèi)累積養(yǎng)分溶出率約為75～80％，此時包膜控釋肥料已到了養(yǎng)分緩慢釋放期或滯后期。只要包膜不發(fā)生破裂，剩余的20％～25％的肥料將會在一個很長的時期內(nèi)才能釋放完。而且在振蕩條件下與不振蕩條件下釋放機(jī)理不一致。另外在浸提法中，肥料在恒定的溶液中釋放，一旦當(dāng)釋放的養(yǎng)分較多時，根據(jù)化學(xué)平衡原理可知，該方法越是后期越不能反映養(yǎng)分透膜的情況。因此，浸提法不能真實地反映控釋肥料的養(yǎng)分釋放速率。
靜置溶解速率法將50g包膜肥料直接浸入250ml水中，在恒溫靜置條件下逐漸溶解，7天內(nèi)每天測定溶液中的有效養(yǎng)分，如氮素濃度。這是目前包膜控釋肥料控釋特性評價常采用的實驗室評價方法。
存在問題該方法是在浸提法的基礎(chǔ)上改進(jìn)的一種通過測定包膜肥料顆粒透過膜后釋放到水中的養(yǎng)分濃度來間接評價該肥料釋放養(yǎng)分速率的；隨時間延長，釋放到水中的養(yǎng)分濃度會逐漸增大。這樣，隨著水中養(yǎng)分濃度的增大，會產(chǎn)生阻滯包膜內(nèi)肥料透過包膜的現(xiàn)象，進(jìn)而影響到控釋肥料的釋放效果；雖然可以采取多次重復(fù)測定不同包膜厚度的樣品來粗略評價不同膜厚度的包膜效果，但不僅操作費時、繁雜，而且難以定量評價膜厚度與釋放速率間的數(shù)學(xué)關(guān)系。
水淋洗法在圓柱形玻璃淋洗管中，從下至上依次裝入聚乙烯球體、海綿和包膜肥料樣品，將水和肥料按2∶1的比例置于該裝置中，上端進(jìn)水，下端收集濾液，根據(jù)測定要求，可以設(shè)定不同的土壤水分含量，然后實行連續(xù)淋洗或間歇淋洗。根據(jù)定期收集到的濾液中養(yǎng)分的變化而間接判斷養(yǎng)分透過膜的速度。
不足之處不同膜厚度的肥料樣品在淋洗管中同一濕度條件下養(yǎng)分釋放速率不等，所以該法不僅操作繁鎖、費時，養(yǎng)分釋放量是包膜肥料內(nèi)養(yǎng)分透過膜后在重力水壓作用下淋洗出來的結(jié)果，而且因目前的包膜型控釋肥料大多符合Fick擴(kuò)散定律，因而不能定量測定因養(yǎng)分?jǐn)U散透過膜的養(yǎng)分量，也不能定量測定單位面積膜的滲透性。
土培法選擇一定類型的土壤和適宜的土壤條件(pH值和溫度)等，將25g包膜肥料裝入尼龍網(wǎng)袋中，埋在土壤中，過一段時間后從土壤中取出一些肥料顆粒，分析其殘留量計算出養(yǎng)分釋放速度。
不足之處土培法的不足之處在于土壤條件變化快，對測定結(jié)果影響大，養(yǎng)分供應(yīng)速度測定結(jié)果是間接換算而來的，另外釋放速率的測定花費時間較長，肥料在網(wǎng)袋中會破裂，甚至粉化無法取出，而且養(yǎng)分釋放量受土壤吸附和土壤微生物的影響，實驗誤差大。
以上各法共同的缺點在于不能直接定量評價單位時間內(nèi)，透過單位面積膜的養(yǎng)分量。還會因為肥料加工工藝常有導(dǎo)致包膜厚度不勻的缺陷、肥料浸入水中被水淋洗、或肥料與土接觸被微生物分解而產(chǎn)生孔穴時，使肥料釋放過快，導(dǎo)致測定結(jié)果不能反映出膜控制肥料養(yǎng)分釋放速率，即控釋肥料保肥供肥的真實情況，從而缺乏代表性。
本實用新型發(fā)明的目的提供一種能方便、快速、定量測定包膜型控釋肥料的膜之透性的裝置，從而保障能準(zhǔn)確評價包膜控釋肥料控釋養(yǎng)分的效果。
在生產(chǎn)實踐中，控釋肥料的保肥供肥性能及其效果，主要取決于該肥料的供肥速度，而供肥速度又主要取決于肥料外包膜材料即膜的透性，包括養(yǎng)分透過膜的數(shù)量和速度。因此定量測定膜透性是正確評價控釋肥料保肥供肥性能的基礎(chǔ)，而了解肥料的保肥供肥性能，對生產(chǎn)實踐中用戶選擇適合于當(dāng)?shù)貧夂驐l件和作物種類的控釋肥料尤為重要。
本實用新型由密封栓1、盛液管2、固膜栓3組成，盛液管2用于盛裝待測肥料溶液。密封栓1、盛液管2、固膜栓3是管狀，他們的內(nèi)徑相同。密封栓一端密封，另一端與盛液管密封緊固連接，固膜栓一端與盛液管密封緊固連接，另一端開有孔穴，其孔穴的直徑比固膜栓內(nèi)直徑小。
現(xiàn)結(jié)合附圖來作進(jìn)一步說明

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型安裝示意圖。
圖一中1為密封栓，2為盛液管，3為固膜栓，4為待測膜。密封栓1一端密封，另一端與盛液管2密封緊固連接，固膜栓3一端開有比固膜栓內(nèi)直徑小的孔穴，另一端與盛液管2密封緊固連接。密封栓1、盛液管2、固膜栓3的內(nèi)直徑相同。該裝置可用塑料、有機(jī)玻璃或不銹鋼制造。
本實用新型是這樣使用的將密封栓1與盛液管2的一端通過螺母形式密封緊固連接，把密封栓1一端放置在試驗臺面，使盛液管2另一端向上，將待測液注入盛液管2內(nèi)，然后把待測膜平鋪在盛液管的管口，用固膜栓3封閉該端，固膜栓3通過螺母形式與盛液管2緊固連接。測試裝置安裝完畢后，將測試裝置放入預(yù)先準(zhǔn)備好的純水內(nèi)，即可進(jìn)行測試工作。
本實用新型雖設(shè)計用于肥料控釋性能的測定，但也適用于藥物控釋性能測定。
本實用新型的優(yōu)點(1)本裝置的構(gòu)思把整個裝置模擬成一個已知膜厚度和包膜面積、肥料已在土壤中吸濕溶化而成為飽和液的肥料顆粒?？梢灾苯訙y定肥料透過膜的速度，反映出包膜的保肥供肥性能或控釋性能。
(2)解決了因包膜型控釋肥料膜厚度不同，膜上微孔大小和多少不同而造成的養(yǎng)分釋放速率與釋放機(jī)理測評的困難。利用本裝置只需更換一種不同厚度的膜，或不同的肥料樣品就可以進(jìn)行一次測定，使用方便，結(jié)果可靠。
(3)該裝置的應(yīng)用為研究和開發(fā)不同包膜材料和不同肥料介質(zhì)的控釋肥提供了可靠的檢測手段。
(4)使用流動水相或替換水相，解決了隨時間延長，透出膜的養(yǎng)分多，因養(yǎng)分聚積而阻滯包膜中養(yǎng)分進(jìn)一步釋放，從而干擾肥料供肥或控釋效果評價的準(zhǔn)確度的問題。
(5)能方便、準(zhǔn)確地測定單位時間，透過單位面積的包膜材料的陰陽離子數(shù)量或速度，并能直接定量測定包膜控釋肥料供肥的動力學(xué)和熱力學(xué)特性。
現(xiàn)結(jié)合測定實列說明該裝置的應(yīng)用過程實測項目一種可降解高分子膜控制銨態(tài)氮和硝態(tài)氮(陰陽離子)透過的性能操作過程和步驟(1)試驗采用管徑為2cm，內(nèi)孔徑為1.00cm，容積為5ml的測試裝置。將測定裝置用純水洗滌后涼干備用。
(2)配制硝酸銨肥料飽和溶液100ml。
(3)把待測定高分子膜用孔徑2cm的打孔器制成若干待測片。
(4)把測試裝置的密封栓1固定到盛液管2的一端，并旋緊螺母以不漏液為標(biāo)準(zhǔn)，把密封栓的一端放置在試驗臺面，使盛液管另一端向上，每一管內(nèi)準(zhǔn)確加入4.5ml硝酸銨肥料飽和溶液，然后把待測膜片4平鋪在管口，用孔穴直徑為1.00cm的固膜栓3封閉該端。安裝過程確保固膜栓3處的膜不能碰損，以免人為因素干擾測定結(jié)果。
(5)把上述安裝好的測試裝置小心放入盛有100.00ml純水的高腳燒杯，使水淹沒測試裝置。用保鮮薄膜密封杯口防止水蒸發(fā)，計時測定。測試管中的飽和溶液將通過膜滲透到純水中。每24小時把該測試裝置換到另外一個事先準(zhǔn)備好，并盛有100.00ml純水的高腳燒杯，重復(fù)上述操作。連續(xù)測定1個月。
(6)每次更換燒杯后，將杯中溶液到入貯液瓶，放入冰柜冷凍。待1個月后，把所有待測液用自動分析儀(也可以用其他方法)測定其中的銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量，并計算每24小時的銨態(tài)氮、硝態(tài)氮釋放量。
(7)上述每24小時后的溶液中的銨態(tài)氮、硝態(tài)氮總量就是該時段通過直徑為1.00cm，即面積為0.7854cm2膜的陽離子、陰離子態(tài)氮素養(yǎng)分的數(shù)量(速度)。
權(quán)利要求1.包膜型控釋肥料膜透性測定裝置，其特征在于該裝置由密封栓(1)、盛液管(2)、固膜栓(3)組成，密封栓(1)、盛液管(2)、固膜栓(3)是管狀，它們的內(nèi)徑相同，密封栓(1)一端密封，另一端與盛液管(2)密封緊固連接，固膜栓(3)一端開有孔穴，其孔穴直徑小于固膜栓內(nèi)直徑，另一端與盛液管(2)密封緊固連接，待測膜(4)平鋪于盛液管(2)的管口與固膜栓(3)之間。
專利摘要包膜型控釋肥料膜透性測定裝置由密封栓、盛液管和固膜栓組成。密封栓用于固定盛液管的一端，固膜栓用于準(zhǔn)確定量養(yǎng)分透過膜的面積和把待測定膜固定在盛液管上，盛液管用于裝控釋肥料溶液。本裝置的尺寸，可根據(jù)具體實驗要求靈活調(diào)整。本實用新型能方便、準(zhǔn)確地測定控釋肥料或藥膜的透性和單位時間、單位面積膜透過的肥料陰、陽離子數(shù)量和速度，每一次測定時，只需更換不同厚度、不同材料的膜或不同的肥料樣品，使用方便，結(jié)果可靠。
文檔編號G01N15/08GK2546872SQ02227730
公開日2003年4月23日 申請日期2002年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月23日
發(fā)明者樊小林, 梁林洲, 李方敏 申請人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)