一種顆粒生物有機(jī)肥免烘干工藝的研究探討

王釷汀 蔡敏新 葉藝俊

摘 要：通過分析添加免烘干活性物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)顆粒生物有機(jī)肥造粒的免烘干工藝，在保證生物有機(jī)肥顆粒硬度達(dá)標(biāo)的同時(shí)，確保了添加的微生物菌群的最大成活率，并且在很大程度上節(jié)省了能源的消耗，從而順應(yīng)了社會(huì)節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展理念。

關(guān)鍵詞：顆粒生物有機(jī)肥；造粒；免烘干；工藝研究；分析探討

中圖分類號(hào)：S-3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190430022

引言

生物有機(jī)肥是指特定功能微生物與主要以動(dòng)植物殘?bào)w（如畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈等）為來源并經(jīng)無害化處理、腐熟的有機(jī)物料復(fù)合而成的一類兼具微生物肥料和有機(jī)肥效應(yīng)的肥料。隨著社會(huì)節(jié)能、環(huán)保發(fā)展理念的不斷提倡和深入，顆粒肥造粒過程中如果能實(shí)現(xiàn)免烘干的造粒工藝將在很大程度上節(jié)省能源的消耗。顆粒生物有機(jī)肥通常的制備工藝都要利用烘干工藝來進(jìn)行顆粒的烘干，同時(shí)也增加顆粒肥的硬度而利于后期的存放，但是在顆粒肥的烘干過程中需要消耗大量的能量，通過添加免烘干活性物質(zhì)將顆粒中的游離水變成結(jié)合水，從而減少成粒后顆粒中的游離水，以此實(shí)現(xiàn)免烘干的成粒制備工藝。中國(guó)正處于工業(yè)化、城市化快速發(fā)展的關(guān)鍵階段，煤炭占能源消費(fèi)總量的60%以上，這種能源結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)難以改變，據(jù)統(tǒng)計(jì)到2020年中國(guó)人均能源消費(fèi)量預(yù)計(jì)為3.243t標(biāo)準(zhǔn)煤炭，中國(guó)已在大力開發(fā)水能、風(fēng)能、核能及太陽(yáng)能等清潔能源，還具有巨大的碳減排空間。與此同時(shí)，社會(huì)“節(jié)能減排”發(fā)展理念的不斷提倡和深入，較少碳排放已經(jīng)成為重要的研究課題。近年來，全球變暖問題一直受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，通過大量的研究結(jié)果表明，碳排放是全球變暖的罪魁禍?zhǔn)祝寂欧胖械亩趸迹–O2）等溫室氣體含量的持續(xù)增加已加劇了全球的溫室效應(yīng)，從而導(dǎo)致了全球變暖，而由于工業(yè)和運(yùn)輸所排放的二氧化碳等溫室氣體的量約占全球溫室氣體排放量的90%，如下表1所示，常用燃料能源的二氧化碳排放情況。

1 材料與方法

1.1 顆粒生物有機(jī)肥的制備

試驗(yàn)方案：設(shè)計(jì)一種新型生物有機(jī)肥，有機(jī)質(zhì)（以干基計(jì)）含量≥50%，有效活菌數(shù)≥0.20億/g，水分含量低于30%。

試驗(yàn)材料：植物有機(jī)發(fā)酵物（蘑菇渣、海藻渣）、泥炭土、甜葉菊、黃腐酸鉀等；微生物菌種：枯草芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌，干菌粉的菌數(shù)分別為2.0 × 1012 cfu/g和1.0 × 1011 cfu/g，調(diào)節(jié)物質(zhì)和填充物料等。

1.2 免烘干成粒工藝技術(shù)方案

在顆粒生物有機(jī)肥的造粒過程中，添加免烘干活性物質(zhì)將制備原料或成粒表面的游離水吸收轉(zhuǎn)變成結(jié)合水，從而減少顆粒的游離水含量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)顆粒的免烘干制備工藝，最終實(shí)現(xiàn)顆粒生物有機(jī)肥制備的節(jié)能工藝。同時(shí)，由于免烘干活性物質(zhì)除了能吸收游離水結(jié)合而變成結(jié)合水來減少顆粒中的游離水之外，還可以提供植物生長(zhǎng)所需的鎂元素，鎂是葉綠素的組成成分，是多種酶的活化劑，并且參與脂肪和蛋白質(zhì)的合成，參與DNA和RNA的生物合成，此外，鎂還可以促進(jìn)維生素A和維生素C的生物合成，提高水果、蔬菜的品質(zhì)。因此，免烘干因子活性物質(zhì)的添加不僅可以使新型生物有機(jī)肥顆粒的制備免于烘干節(jié)約能源且有利于生物有機(jī)肥中微生物菌群的最大成活率，而且由于鎂元素的提供還可以進(jìn)一步增加該有機(jī)肥的營(yíng)養(yǎng)全面性。方案設(shè)計(jì)實(shí)施流程如圖1。

2 結(jié)果與分析

2.1 顆粒生物有機(jī)肥理化指標(biāo)的測(cè)定

由于顆粒肥的物理性狀將直接影響肥料的儲(chǔ)存運(yùn)輸、施用性能等，利用膨脹壓縮儀測(cè)定制備的顆粒肥的抗壓強(qiáng)度；測(cè)定肥粒的體積和重量來計(jì)算得出顆粒肥的表觀比重。通過表2的數(shù)據(jù)結(jié)果可知，免烘干工藝中的免烘干活性物質(zhì)外裹的添加方式，使得制備的生物有機(jī)顆粒肥在表觀比重低的條件下抗壓強(qiáng)度良好，更有利于儲(chǔ)存與運(yùn)輸。

2.2 顆粒生物有機(jī)肥免烘干工藝的能耗測(cè)定

在采用最佳的免烘干因子添加方式來進(jìn)行顆粒生物有機(jī)肥的生產(chǎn)，同時(shí)與采用烘干工藝進(jìn)行生產(chǎn)的顆粒生物有機(jī)肥的能耗進(jìn)行對(duì)比，得出結(jié)果如表3所示。從表3可以看出，生產(chǎn)同樣標(biāo)準(zhǔn)的顆粒生物有機(jī)肥采用烘干工藝將耗能天然氣約20.5m3/t，因能耗產(chǎn)生的費(fèi)用約為92.25元/t，而采用免烘干工藝生產(chǎn)同樣標(biāo)準(zhǔn)的顆粒生物有機(jī)肥可節(jié)能天然氣20.5m3/t，進(jìn)而節(jié)省能耗成本92.25元/t。

3 討論

通過免烘干因子不同添加方式制備的顆粒生物有機(jī)肥的物理性狀的分析測(cè)定得出，免烘干活性物質(zhì)外裹添加方式制備的免烘干顆粒肥更有利于儲(chǔ)運(yùn)和施用肥效的發(fā)揮。

通過對(duì)比顆粒生物有機(jī)肥制備的烘干工藝和免烘干工藝的能耗情況得出，免烘干工藝能大大節(jié)省能量的消耗，并在節(jié)省能耗的同時(shí)也減少了碳的排放，與此同時(shí)也為減少我國(guó)天然氣的供應(yīng)壓力方面起到了緩解的作用。

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