生物腐脲生产工艺及产品.doc

生物腐脲生产工艺及产品本发明涉及一种生物腐脲生产工艺及产品。生物腐脲是腐植酸微生物-脲络合物，简称(MUHA)。是利用腐植酸与微生物和尿素经络合反应制成的一种新型生物活性制剂，在抑制尿素分解、提高氮素利用率、调节生理功能，促进动植物生长发育和改良土壤等方面有明显的效果.尿素是农业市场需求量最大、使用范围最广、氮含量最高的氮素化肥之一与其它氮肥相比，尿素是最稳定的，但施入土壤后，由于土壤中脲酶的作用，促使尿素迅速氨化，局部土壤pH值上升，使分解出来的氨大量挥发损失;由于这种高氨强碱的抑制作用，也导致硝化作用减缓，而亚硝酸不断积累，使作物种籽、幼苗遭受毒害。为抑制上述现象，尿素往往需要深施。即使这样，尿素氮的利用率也只有25-45。 为解决尿素的分解和流失问题，各国农业化学家进行过大量研究，提出了种种措施，如有机包被法、甲醛缩合法、农家肥或腐植酸加尿素混施法、添加脲酶抑制剂等，均可使尿素氮利用率有所提高，氮的挥发损失相对减少，但由于工艺，生产成本和经济效果等不够理想，至今未投入大规模生产和应用。近20年来，国外对尿素-腐植酸络合物(UHA)的开发利用有所关注，早在六、七十年代，日本已用液氮，丙酮、甲醇,乙醇等作溶剂制备UHA，七十年代以来，我国农学界就腐植酸的氮肥增效为题开展了大量工作.都侧重于复合或混合肥的研究和试验，有的单位曾进行过UHA的实验室研究，但从未见尿素-腐植酸-生物络合物(MUHA) 研究的信息和报道。目前国内外UHA的制造方法概括起来主要有以下3种类型:一、是以有机溶剂为介质制成缓溶性的UHA 日本学者最早用液氨作溶剂，在加压的条件下，使腐殖酸与尿素反应制备腐殖酸尿素(UHA);或用甲醇或丙醇分别溶解尿素和腐殖酸(HA)，然后将其混匀，制得UHA产物;有的在HA碱液中加入尿素、甲醛进行缩合反应制成不溶性的固体复合物;也有人将尿素与HA加热熔融后，再用30%甲醛溶液处理，得到甲酞化复合物。二、是以水为介质制成UHA 采用特殊的助剂，在低于50的条件下,用水作反应介质进行复合反应或包涂，具有工艺简单、操作条件平和等特点。这种腐殖酸尿素的制备过程发生了离了交换、氢键缔合、碳基加成、自由基反应以及物理-化学吸附。三、腐殖酸与尿素在高温下制成UHA 据日本专利报道，一种UHA的制造工艺是将腐殖酸与尿素在较高温度(130一150)下加热使其形成粒状复合物;也有的用硝酸预先氧化褐煤制成硝基腐殖酸( NHA)，再与尿素在高温下反应，制成UHA。以上几个生产制造工艺，均存在一些不足之处，如因有机溶剂的应用不仅成本较高，而且易造成对环境污染等。以水为介质的工艺，也采用特殊的助剂，反应不彻底，产品质量和稳定性不理想。高温工艺设备投资大，能耗高，产品效果不显著。为此，本发明提供一种以活性生物液体为介质制成生物腐脲（MUHA）的生产工艺及产品。它充分利用活性生物液体的生化功能和特殊酶功能，充分分解腐殖酸，提高自由基含量，提高离了交换和络合能力，使络合反应更充分。本工艺其产品聚三种肥效于一身，使有机肥（腐植酸）的“稳”，生物肥（微生物菌）的“促”和化肥（尿素）的“快”形成最佳结合。这将对我国丰富的风化煤资源的合理利用、提高尿素的利用率，改良土壤和控制面源污染具是有重大意义。本发明的技术解决方案包括：腐殖酸粉碎，生物处理、络合反应等过程，其特征在于将腐殖酸粉碎至200目，装入生物反应器内，加入BYM-酵素菌液，搅拌均匀，发酵7-14天，加入尿素，经升温络合反应后即可出料。本发明与国外同类工艺相比，生产工艺设备简单，降低了成本、简化了流程、无环境污染。发明工艺流程见（附图） 本发明的技术原理是：腐植酸(HA)是一种天然大分子芳香族羟基羧酸的混合物，其活性基团主要是羧基、酚羟基和醌基，尿素是一种酰胺化合物，微生物菌种使用以东方伊萨酵母为主的复合生物制剂。三者相互作用应该是通过羧基、酚羟基阴离子与酰胺基中N的不成对电子构成配位体而发生作用的，其结合键相当稳定。也有可能在COO-的诱导作用下使尿素中少数NH2转化成NH4，发生部分离子化反应.无论是何种反应，对提高尿素的化学稳定性都是有利的。间题是如何促成这些反应.这里困难在于腐植酸不溶于水，是很难在水介质中与尿素反应的。使用生物液体作介质，增加HA在水中的解离度和与尿素分子接触的机会，利用活性生物液体的生化功能和特殊酶功能，充分分解腐殖酸，提高自由基含量，提高离了交换和络合能力，使络合反应更充分。 与其它技术相比，本发明还有以下优势：（1）、采用活性生物液体作介质，不象国外工艺那样采用有机溶剂，或简单的全部用水，技术更先进，产品更稳定，效果更理想，成本更低，无污染。 （2）、用廉价的原煤腐植酸作原料，不需事先制成硝基腐植酸。而且使用生物发酵技术，使腐植酸分子量更小，黄腐酸、棕腐酸含量增加，产品肥效明显提高。 （3）、国外UHA的反应温度为130 -150度，本发明工艺反应温度降至30 -45度,避免了尿素的分解和缩二脲的生成。也更节能环保。 （4）、不使用任何促进剂和辅助处理措施。 （5）、HA/尿素配比范围宽，一般均可顺利发生反应，故氮含量可以在较大范围内变动。 （6）、可根据需要生产液体、膏体、粉状或粒状产品。（7）、络合反应中还可加入适量的磷、钾和微量元素，使肥料成分更符合植物需求，效果更显著。（8）、由于采用活性生物液体作为介质，其产品生物活性更高，在土壤改良、生物除草、液体地膜和养殖方面有更多的应用前景。实施例1：（1）、将原煤腐植酸，用雷蒙磨加工粉碎至200目备用。（2）、BYM-酵素菌种使用常规液体扩繁技术，生产生物液备用。（3）、取200目腐植酸粉350公斤，取生物液300公斤，加入生物反应器中，搅拌均匀，加温至35，发酵48小时后供养、搅拌。每隔24小时供养、搅拌一次，待发酵7天完成后，加入尿素350公斤，搅拌均匀，加温至45，持续搅拌使全部物料温度平衡后，再持续加温40分钟，反应完成后，带温出料加入成型隔板中，待冷却至室温，产品固化成